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[学习目标]内容索引知识探究[导学探究]在激烈的橄榄球赛场上,一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上高大结实的对方运动员时,自己被碰的人仰马翻,而对方却几乎不受影响…….这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关.(1)若质量为60kg的运动员(包括球)以5m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大?方向如何?若他以大小不变的速率做曲线运动时,他的动量是否变化?答案动量是300kg·m/s,方向向东;做曲线运动时他的动量变化了,因为方向变了.(2)若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零,他的动量的变化量多大?动量的变化量方向如何?答案300kg·m/s,方向向西.[知识梳理]动量和动量的变化量1.动量p(1)定义:运动物体的和的乘积叫做物体的动量.符号:p.单位:.(2)动量的矢量性:动量是(填“矢”或“标”)量,方向与___________相同.2.动量变化量Δp=p′-p(1)矢量性:与的方向相同.(2)若p′、p不在一条直线上,要用求矢量差.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)动量相同的物体,运动方向一定相同.()(2)动能相同的物体的动量一定相同.()(3)一个物体的动量改变,它的动能一定改变.()(4)一个物体的动能改变,它的动量一定改变.()[导学探究]1.在日常生活中,有不少这样的事例:跳远时要跳在沙坑里;跳高时在下落处要放海绵垫子;从高处往下跳,落地后双腿往往要弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡胶轮胎……这样做的目的是什么?答案为了缓冲以减小作用力.2.如图1所示,假定一个质量为m的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力F,在F作用下,经过时间t,物体的速度从v变为v′,应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量Δp与恒力F及作用时间t的关系.根据牛顿第二定律F=ma②[知识梳理]冲量的概念和动量定理1.冲量(1)冲量的定义式:I=.(2)冲量是(填“过程”或“状态”)量,反映的是力在一段内的积累效应,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(3)冲量是(填“矢”或“标”)量,若是恒力的冲量,则冲量的方向与相同.2.动量定理(1)物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)动量定理的数学表达式:,其中F为物体受到的.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)冲量是矢量,其方向与力的方向相同.()(2)力越大,力对物体的冲量越大.()(3)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合外力一定不为零.()(4)物体受到的合力的冲量越大,它的动量变化量一定越大.()题型探究一、对动量、动量变化量、冲量的理解3.公式I=Ft只适用于计算恒力的冲量,若是变力的冲量,可考虑用以下方法求解:(1)若力随时间均匀变化,则可用平均力求冲量.(2)若给出了力F随时间t变化的图象,可用F-t图象与t轴所围的面积求冲量.例1羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100m/s,假设球飞来的速度为50m/s,运动员将球以100m/s的速度反向击回.设羽毛球的质量为10g,试求:(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量.例2在倾角为α=37°、足够长的斜面上,有一质量为5kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2s的时间内,物体所受各力的冲量.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)1.动量与动能的区别与联系(1)区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.(2)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为Ek2.在求力的冲量时,首先明确是求哪个力的冲量,是恒力还是变力,如是恒力,可用I=Ft进行计算.二、动量定理的理解和应用例3如图2所示,用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度为4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01s,那么:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是多大?答案200N,方向竖直向下解析以铁锤为研究对象,不计重力时,只受钉子的平均作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正,由动量定理可得F1t=0-mv(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力又是多大?(g取10m/s2)(3)比较(1)和(2),讨论是否要忽略铁锤的重力.在用动量定理进行定量计算时注意:(1)列方程前首先选取正方向;(2)分析速度时一定要选取同一参考系,一般是选地面为参考系;(3)公式中的冲量应是合外力的冲量,求动量的变化量时要严格按公式,且要注意动量