高中物理选修35全部学案.docx
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高中物理选修35全部学案
§1动量冲量
（一）教学目标
1．理解冲量和动量的概念，知道它们的单位和定义。
2．理解冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。
知道运用矢量运算法则计算动量变化，会正确计算一维的动量变化.
（二）教学重点：
动量和冲量的概念（三）教学难点：
动量变化量的计算
（四）知识梳理：
思考与讨论：
（1）取几颗弹丸，分发给学生传看.将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，
沿平行于黑板的方向击发：
弹丸穿透纸靶接着，佯装再次装弹（不让学生知道实际是空膛），
声明：
数到"三"时，开枪然后举枪指向某一区域的同学，缓缓地数出"一、二、三"，不等
枪响，手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应
（2）空气中的气体分子具有很大的速度（可达105m/s），它们无时不在撞击着我们最珍贵也
是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们却毫不在乎?
一、动量
（1）物理意义
（2）定义
（3）定义公式
（4）单位（两个相等的单位）
（5）性质
（6）理解;动量是状态量，对应速度为瞬时速度。
动量是矢量，动量的改变的理解与计算遵循平行四边形定则。
动量大小与动能大小之间的关系：
（7）动量的改变的定义及公式、方向性
例1．质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后，以50m/s的
速度反弹，设打击前后，垒球沿同一直线运动，试分析：
（1）打击后，垒球的动量大小是变
大了还是变小了，变大或变小了多少?
（2）在打击过程中，垒球的动量变化是多大?
方向如何?
（3）思考：
在
（1）、
（2）两问中，结果为什么会不同?
例2．下列关于动量的说法中，正确的是：
（）
A．物体做匀速圆周运动的动量总是在改变，而它的动能不变；
B．物体做匀速圆周运动半周时间的动量改变为零，其动能改变也为零；
C．物体做匀速圆周运动1/4周时间动量改变的大小为原来的2倍；D．物体的运动状态改变，其动量一定改变
思考与讨论：
（1）如果一个物体处于静止状态，其动量为零.那么，我们怎样使它获得动量
呢?
（2）使静止物体获得动量的方法：
施加作用力，并持续作用一段时间.
（3）使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力短时间作用，也可以用较小的力长时
间作用。
（请学生思考：
跳高和跳远有何区别？
并举出短时间内使物体获得动量的若干实例）即不论力的大小和作用时间如何，只要两者的乘积相同，则产生的动力学效果就相同。
1
二、冲量
（1）物理意义
（2）定义
（3）定义公式及适用条件
（4）单位（两个相等的单位）
（5）性质
（6）理解：
冲量是过程量，要注意是哪个力在那个过程的冲量。
冲量的物理意义可以用图像法描述。
要注意意义的拓展。
例3.关于冲量的运算：
静止在水平桌面上的物体，受到一个推力（以水平向右为正向），则：
（1）力在6s内的冲量是多少?
方向如何?
（2）这个冲量在数值上与F---t图中阴影面积有何联系?
（3）如果推力方向不变，在6s内从零均匀增大到15N，你能计算出6s内的冲量吗?
1
F/N
1
F/N
1
1
5
5
0
2
46t/s
0
2
46t/s
例4．在光滑水平桌面上静置一物体，现用方向不变的水平力作用在物体上，已知力的大小随时间变化如图所示，试求0～6s内作用力的总冲量。
15F/N
10
5
t/s
0
4
6
2
例5．如图所示为马车模型，马车质量为
m，马的拉力F与水平方向成θ角，在拉力F的
拉力作用下匀速前进了时间
t，则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分
别为：
（
）
A．Ft，0，Ftsinθ
B．Ftcosθ，0，Ftsinθ
C．Ft，mgt，Ftcosθ
D．Ftcosθ，mgt，Ftcosθ
例6．质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面，由静止从同
一
高度h2
开始下滑到同样的另一高度
h1
的过程中（如图所示），A、B两个物体相同的物理
量是（
）
A．所受重力的冲量；B．所受支持力的冲量；C．所受合力的冲量；D．动量改变量的大小
2
同步训练：
1．对于力的冲量的说法，正确的是：
（）
A．力越大，力的冲量就越大；B．作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大
C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相
同；D．静置于地面的物体受到水平推力
F的作用，经时间
t物体仍静止，则此推力
的冲量为零
2．一个质量为m的小钢球，以速度v1竖直向下射到质量较大的水平钢板上，
碰撞后被
竖直向上弹出，速度大小为
v2，若v1=v2
=v，那么下列说法中正确的是：
（
）
A．因为v1=v2，小钢球的动量没有变化
B．小钢球的动量变化了，大小是
2mv，方向
竖直向上；C．小钢球的动量变化了，大小是
2mv，方向竖直向下；D．小钢球的动量
变化了，大小是mv，方向竖直向上。
3．物体动量变化量的大小为
5kg·m/s，这说明：
（
）
A．物体的动量在减小
B．物体的动量在增大
C．物体的动量大小也可能不变
D．物体的动量大小一定变化
4．以初速度20m／s竖直向上抛出一个质量为
0.5kg的物体，不计空气阻力，g
取
10m/s2．则抛出后第1s末物体的动量为______kg·m/s，抛出后第
3s末物体的动量为
____kg·m/s，抛出3s内该物体的动量变化量是
_____kg·m/s．（设向上为正方向）
5．如图所示，用一个与水平面成θ角的恒力F，推着质量为
m的木箱沿光滑水平面运
动，则在作用时间t内，下列说法中正确的是：
（
）
A．推力的冲量Ftcosθ
B．重力的冲量为
0
C．推力F的冲量是Ft；
D．木箱的合外力冲量是
Ft
6．在离地面同一高度有质量相同的三个小球
a、b、c，a球以速率v0竖直上抛，b球
以相同速率v0竖直下抛，c球做自由落体运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（
）
A．a球与b球落地时动量相同；
B．a球与b球落地时动量的改变量相同；
C．三球中动量改变量最大的是
a球，最小的是b球；
D．只有b、c两球的动量改变量方向是向下的。
7．对于力的冲量的说法，正确的是：
（
）
A．力越大，力的冲量就越大
B．作用在物体上的力越大，力的冲量也不一定大
C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小等于
F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，
则这两个冲量相同
D．静置于地面的物体受到水平推力
F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量
为零
8．下列说法正确的是：
（
）
A．动量为零时，物体一定处于平衡状态B．动能不变，物体的动量一定不变C．物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变
D．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动
3
9．一个质量为0．3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰
撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。
则碰撞前后小球速度变化量
的大小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为：
（）
A．v=0B．v=12m/sC．W=0D．W=10．8J
10．一个质量2kg的物体，以初速度10m/s水平抛出，则抛出时动量的大小为_____kg·m/s；
1s末物体的动量大小为_______kg·m/s，这1s内动量的变化大小为_______kg·m/s，
方向为____________。
这1s内重力的冲量大小为_______N·s，方向为_______________
（g＝10m/s2）
11．关于物体的动量，下列说法中正确的是（）
A．物体的动量越大，其惯性也越大；B．同一物体的动量越大，其速度不一定越大C．物体的加速度不变，其动量一定不变
D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
12．下列说法中正确的是（）
A．合外力的冲量是物体动量变化的原因
B．若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变
C．作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小
D．物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变
13.若物体在运动过程中受到的合力不为零
则（）
A.物体的动能不可能总是不变的；
B.物体的动量不可能总是不变的
C.物体的加速度一定变化；D.物体的速度方向一定变化
14.物体在恒定的合力F作用下做直线运动
在时间t1内速度由0
增大到v,在时间t2内速
度由v增大到2v。
设F在t1内做的功是W1,冲量是I1;在t2内做的功是W2,冲量是I2,那么
（）
A.I1D.I1=I2,W115．（多选）静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化
的图象如图所示，则下列说法中正确的是：
（）
A．0～4s内物体的位移为零B．0～4s内拉力对物体做功为零
C．4s末物体的动量为零D．0～4s内拉力对物体的冲量为零
4
§2动量定理
（一）教学目标：
1．理解和掌握动量及冲量概念；
2．理解和掌握动量定理的内容以及动量定理的实际应用；
3．掌握矢量方向的表示方法，会用代数方法研究一维的矢量问题。
（二）教学重点：
动量、冲量的概念，动量定理的应用
（三）教学难点：
动量、冲量的矢量性
（四）知识梳理：
思考与讨论：
演示实验1：
鸡蛋落地
【演示】事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵（不让学生知道），让一个鸡蛋从一米
多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。
结果
发现并没有象学生想象的那样严重：
发现鸡蛋不会被打破！
演示实验2：
缓冲装置的模拟
【演示】用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。
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皮轮胎等，
这样做的目的是为了什么呢？
而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。
这些现象中的原因是什么呢？
通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。
1．用动量概念表示牛顿第二定律
------动量定理的推导
2.内容：
3.公式：
4.意义：
动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变
力。
对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的
F
平均值。
在实际中我们常遇到变力作用的情况，
比如用铁锤钉钉子，球
F
拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，
这时变力
0
的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，
则该恒力就叫变力的平
t0t
均值，如图所示，是变力与平均力的
F-t图象，其图线与横轴所围
的面积即为冲量的大小，当两图线面积相等时，即变力与平均力在
t0时间内等效。
利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，
还可以解决曲线运动中的有关问题，
5
将较难计算的问题转化为较易计算的问题。
5.适用条件：
6.理解：
（1）矢量性
（2）因果性（3）对动量变化率的认识。
牛顿第二定律的另一
种表述及表达式
（4）对单位的认识
7.应用：
（1）解释常见现象。
（2）解题思路：
研究对象，选过程确定初末态，受力分析，
选择正方向，列方程。
（动量定理的研究对象一般只能是单个物体，要区分外力和内力）。
例1．鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在地板上，鸡蛋被打破；第二次落在泡沫塑料垫上，没有被打破。
这是为什么？
例2．某同学要把压在木块下的纸抽出来。
第一次他将纸迅速抽出，木块几乎不动；第二次他将纸较慢地抽出，木块反而被拉动了。
这是为什么？
F
例3.一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷人泥潭中。
若把在空中下落的过程称为过
程Ⅰ，进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，则（）
A．过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量
B．过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小
C．I、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零
D．过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零
例4.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。
A
B
C
例5.质量为m=1kg的小球由高h1=0.45m处自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度
为h2=0.2m，从小球下落到反跳到最高点经历的时间为
t=0.6s，取g=10m/s
2。
求：
小球撞
击地面过程中，球对地面的平均压力的大小F?
例6.一个质量为m=2kg
的物体，在F1=8N的水平推力作用下，从静止开始沿
水平面运动了t1=5s，然后推力减小为
F2=5N，方向不变，物体又运动了
t2=4s后撤去外力，
物体再经
过t3=6s停下来。
试求物体在水平面上所受的摩擦力?
6
例7.质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度
为v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。
若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？
v0
/
v
m
M
例8.如果物体所受空气阻力与速度成正比
当以速度v1竖直上抛后,又以速度v2返回出发点。
这个过程共用了多少时间
?
（答案：
t=（v1+v2）/g）
F
F
O
t
t
例9.跳伞运动员从2000m高处跳下，开始下落过程未打开降落伞，假设初速度为零，所受
空气阻力与下落速度大小成正比，最大降落速度为vm=50m/s。
运动员降落到离地面s=200m
高处才打开降落伞，在1s内速度均匀减小到v1=5.0m/s，然后匀速下落到地面，试求运动员在空中运动的时间?
（答案：
76.5s）
同步训练：
1．初动量相同的
A、B两个滑冰者，在同样的冰面上滑行，已知
A的质量大于Ｂ的质量，
并且它们与冰面的动摩擦因数相同，则它们从开始到停止的滑行时间相比，应是（
）
A．tA>tB
B．tA=tB
C．tAD．不能确定
2．质量为m的钢球自高处落下，以速率
v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速
率为v2。
在碰撞过程中，地面对钢球的冲量方向和大小为
（
）
A．向下，m（v1－v2）；B．向下，m（v1＋v2）；C．向上，m（v1－v2）；D．向上，m（v1＋v2）
3．如图所示，用弹簧片将在小球下的垫片打飞出去时，可以看到小球正好落在下面的凹槽
中，这是因为在垫片飞出的过程中（）
A．垫片受到的打击力很大；B．小球受到的摩擦力很小
C．小球受到的摩擦力的冲量很小；D．小球的动量变化几乎为零
7
4．某物体以－定初速度沿粗糙斜面向上滑，如果物体在上滑过程中受到的合冲量大小为Ｉ上，
下滑过程中受到的合冲量大小为Ｉ下，它们的大小相比较为（）
A．I上>I下B．I上5．对下列几个物理现象的解释，正确的有（）
A．击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻；
B．跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小人落地时地面对人的冲量；
C．在车内推车推不动，是因为外力冲量为零；
D．初动量相同的两个物体受相同制动力作用，质量小的先停下来
6．三颗水平飞行的质量相同的子弹A、B、C以相同速度分别射向甲、乙、丙三块竖直固定的木板。
A能穿过甲木板，B嵌入乙木板，C被丙木板反向弹回。
上述情况木板受到的冲
量最大的是（
）
A．甲木板
B．乙木板
C．丙木板
D．三块一样大
7．质量为m的物体放在水平面上，在水平外力
F的作用下由静止开始运动，经时间
t撤去
该力，若物体与水平面间的动摩擦因数为
μ，则物体在水平面上一共运动的时间为
_______________。
8．据报道，1994年7月中旬，苏梅克——列韦
9号彗星（已分裂成若干块）与木星相撞，
碰撞后彗星发生巨大爆炸，并与木星融为一体。
假设其中的一块质量为
1.0×1012kg，它相对
于木星的速度为
4
6.0×10m/s。
在这块彗星与木星碰撞的过程中，它对木星的冲量是
多少？
9．质量为１kｇ的物体沿直线运动，其v－t图象如图所示，则此物体前4s和后4s内受到的合外力冲量分别为__________和_____________。
10．一个质量为60kg的杂技演员练习走钢丝时使用安全带，当此人走到安全带上端的固定
点的正下方时不慎落下，下落5m时安全带被拉直，此后又经过0.5s的缓冲，人的速度变为
零，求这0.5s内安全带对人的平均拉力多大？
（g取10m/s2）
8
11.下面关于物体动量和冲量的说法,正确的是（）
A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要
改变C.物体动量增量的方向,就是它所受合外力的冲量方向D.物体所受合外力冲量越大,它
的动量变化就越大
12.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。
接球时,两手随球迅速收缩至胸前。
这样做可
以：
（）
A.减小球对手的冲量；B.减小球对手的冲击力
C.减小球的动量变化量；D.减小球的动能变化量
13．下列说法中正确的是（）
A．合外力的冲量是物体动量变化的原因
B．若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变
C．作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小
D．物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变
14．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因
是：
（）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
15．关于物体所受冲量跟其受力情况和运动情况的关系，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
16．在任何相等的时间内，物体动量的变化不相等的运动是（）
A．匀变速直线运动；B．匀速圆周运动；C．自由落体运动；D．平抛运动
17．跳远或跳高运动员在跳远或跳高时，总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上，这样做是为了
（）
①减小运动员的动量变化②减小运动员所受的冲量③延长着地过程的作用时间
④减小着地时运动员所受的平均作用力
A．①②；
B．②③；
C．③④；
D．①④
18．质量为m的物体以初速度
v0做平抛运动，经时间
t，下落高度为h，速度大小为
v，在
此过程中，该物体重力冲量的大小表达不正确
的是（
）
．．．
A．mv－mv0；
B．mgt；
C．m
v2
v0
2
D．m
2gh
19．甲、乙两质量相等的小球自同一高度以相同的速率抛出，
甲做平抛运动，乙做竖直上抛
运动，则从抛出到落地的过程中
（
）
A．乙球动量的增量小于甲球动量的增量
B．乙球所受重力的冲量大于甲球所受重力的冲量
C．两球所受重力的冲量相等；
D．两球落地时动量相同
20．质量为m的物体在外力
F的作用下（F的方向与运动方向一致
），经过
t后，物体动量
由mv1增加到mv2，如果力、作用时间不同，下列哪一个结论是正确的是
（
）
9
A．在2F作用下经2
t，物体的动量为
4mv2
B．在2F
作用下经2
t，物体的动量为
4mv1
C．在2F
作用下经
t，物体的动量为m（2v2－v1）
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