高二物理精品导学：16用动量概念表示牛顿第二定律导学案

高二物理精品导学：16用动量概念表示牛顿第二定律导学案

‎【课 题】§16.6 用动量概念表示牛顿第二定律导学案 ‎ ‎【学习目标】‎ ‎（1）理解冲量概念。(2)理解动量定理及其表达式。(3)能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。（4）理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。‎ ‎【自主学习】‎ 一、用动量概念表示牛顿第二定律 表达式：F=_________。物理意义：物体所受的力等于物体动量的_________，这是牛顿第二定律的另一种表达方式。由于动量和力都是___量，所以上表达式是个______式，它不仅表示了______与______的大小关系，也表示了它们之间的______关系。‎ 二、动量定理 ‎1、冲量：定义：______与______________的乘积叫冲量。公式：I=_________。单位：_________‎ 方向：冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向______。‎ ‎2、动量定理：内容：物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。‎ 公式：Ft=_________或___________=I ‎【典型例题】‎ m M F L 如图所示，质量为M=‎4kg的木板长L=‎1.4m，静止在光滑的水平地面上，其上端右侧静置一个质量为m=‎1kg的小滑块，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4.今用一水平力F=28N向右拉木板，要使小滑块从木板上掉下来，求此力至少作用多长时间？(重力加速度g取‎10m/s2)‎ ‎【问题思考】‎ ‎1、比较冲量与功的区别与联系。‎ ‎2、如何计算恒力的冲量、变力的冲量各合力的冲量。‎ ‎3、举例说明人们生活中是怎样应用动量定理减小冲力的？‎ ‎【针对训练】‎ ‎1．下列说法正确的是（ ）‎ A．动量的方向一定跟物体的速度方向相同，且动量大的物体其速度一定大 B．冲量的方向一定跟对应的作用力方向相同，且冲量大对应的作用力一定大 C．物体受到的冲量方向与物体末动量的方向不一定相同 D．合外力的冲量为零，则物体所受各力的冲量均为零 ‎2、关于物体所受冲量跟其受力情况和运动的关系，下列说法正确的是 （ ）‎ A．物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越快 B．物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越大 C．物体受到的冲量越大，它受到的合外力一定越大 D．物体受到的冲量越大，它的速度变化一定越快 ‎3、下列说法正确的是 （ ）‎ A．根据F=∆P/∆t 可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的力 B．力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对单间的累积效应，是一个标量 C．动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便 D．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用为 ‎4.下面的说法正确的是（ ）‎ A．物体运动的方向就是它的动量的方向 B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零 C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大 D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小 ‎5.如图所示，两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑，到达斜面底端，两个物体具有的不同物理量是（ ）‎ A. 下滑的过程中重力的冲量 B. 下滑的过程中弹力的冲量 C. 下滑的过程中合力的冲量 D. 刚到达底端时的动量大小 ‎6.古时有“守株待兔”的寓言.设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力即可致死，并设兔子与树桩作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑的速度可能为（g取）（ ）‎ A‎.1m/s B.‎1.5m/s C‎.2m/s D.‎2.5m/s ‎7.如图所示，固定的光滑斜面倾角为θ．质量为m的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端，所用时间为t．在这一过程中正确的是( )‎ A．所受支持力的冲量为O B．合力的冲量大小为 C．所受重力的冲量大小为 D．动量的变化量大小为 ‎8.质量为‎1kg的物体从离地面‎5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为‎3.2m，设球与地面作用时间为0.2s，则小球对地面的平均冲力为(g=‎10m/s2)（ ）‎ A．90N B．80N C．110N D．100N ‎9、如图所示, 小球m用长为L的细绳系着做匀速圆周运动, 速度是v。A、B是直径上的两点。小球由A点摆至B点的过程中, 下述结论正确的是 [    ]‎ A.动量守恒     B.动量不守恒, 且∆mv=mv C.动量不守恒, 且∆mv=0 D.动量不守恒, 且∆mv=2mv ‎10.质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里。求：‎ ‎⑴沙对小球的平均阻力F；‎ ‎⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。‎ ‎11、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为‎60 kg的运动员，从离水平网面‎3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面‎5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小.（g=10 m/s2）‎ ‎【典型例题】‎ 解：以地面为参考系，整个过程中，小滑块向右做初速为零的匀加速直线运动.撤去拉力F前，木板向右做初速为零的匀加速直线运动；撤去拉力F后，木板向右做匀减速直线运动.要使小滑块从木板上掉下来，拉力F作用的最短时间对应的过程是：小滑块滑到木板左端时恰好与木板保持相对静止（即与木板达到共同的速度）.‎ 设拉力F作用的最短时间为t，撤去拉力前木板的位移为s0，小滑块滑到木板左端并恰好与木板达到的共同速度为v.‎ 整个过程对系统由动量定理得： (3分)‎ 撤去拉力F前木板的位移为： (3分)‎ 整个过程对系统由功能关系得： (4分)‎ 联立以上各式，代入已知数据求得：t=1s.‎ ‎【针对训练】‎ ‎1、C 2、B 3、ACD 4、ABD 5.ABC 6.CD 7.CD 8.D 9.D ‎10.解：设刚开始下落的位置为A，刚好接触沙的位置为B，在沙中到达的最低点为C。⑴在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：‎ mg(t1+t2)-Ft2=0, 解得：‎ ‎⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1时间内只有重力的冲量，在t2时间内只有总冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：‎ mgt1-I=0,∴I=mgt1‎ ‎11、【解析】 由下落高度、上升高度可求运动员触网前后的速度，这正是运动员与网接触过程的初末速度，据此可利用动量定理求解力的大小. 将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小v1= (向下) 弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小v2=（向上）接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,若选向上方向为正方向，则由动量定理，得：‎ ‎（F-mg）Δt=mv2-(-mv1)由以上三式解得 F=mg+m.代入数值得，F=1.5×103 N. ‎