【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解沖量的概念，理解動(dòng)量定理的內(nèi)涵。2．知道動(dòng)量定理和動(dòng)能定理的區(qū)別。3．能用動(dòng)量定理解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象，并會(huì)應(yīng)用它解決實(shí)際問(wèn)題。
1．定義____與______________的乘積叫力的沖量。2．表達(dá)式I＝_____3．方向沖量是矢量，沖量的方向與____的方向一致，沖量的方向跟__________的方向一致。4．沖量的單位在國(guó)際單位制中是“______”， 符號(hào)“______”
1．內(nèi)容物體在一個(gè)過(guò)程中所受力的______等于它在這個(gè)過(guò)程始末的____________。2．定義式I＝________也可以寫作：F(t′－t)＝__________。
1．如果物體的動(dòng)量發(fā)生的變化是一定的，那么作用的時(shí)間越短，物體受的力就越____；作用的時(shí)間越長(zhǎng)，物體受的力就越____。2．如果作用力一定時(shí)，作用的時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量的變化量越____，作用的時(shí)間越短，動(dòng)量的變化量越____。
『判一判』(1)沖量是矢量，其方向與力的方向相同。(　　)(2)力越大，力對(duì)物體的沖量越大。(　　)(3)若物體在一段時(shí)間內(nèi)，其動(dòng)量發(fā)生了變化，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的合外力一定不為零。(　　)(4)碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，要增大這種沖擊力就要設(shè)法增大沖擊力的作用時(shí)間。(　　)(5)動(dòng)量定理中說(shuō)的“力的沖量”指的是合力的沖量，或者是各個(gè)力的沖量的矢量和。(　　)
『選一選』如圖所示，籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以(　　)A．減小球的動(dòng)量的變化量B．減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量C．減小球的動(dòng)量變化率D．延長(zhǎng)接球過(guò)程的時(shí)間來(lái)減小動(dòng)量的變化量
解析：籃球的動(dòng)量變化量一定，所以球?qū)κ值臎_量也一定，A、B、D錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，減小了球的動(dòng)量變化率，C正確。
『想一想』雞蛋從一米多高的地方自由落到地板上，肯定會(huì)被打破?，F(xiàn)在，在地板上放一塊厚泡沫塑料墊，讓雞蛋從同一高度自由落下，落到泡沫塑料墊上，看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破，思考其中的道理。
解析：雞蛋落地動(dòng)量變化Δp一定，雞蛋落到塑料墊上時(shí)，作用時(shí)間Δt變大，根據(jù)動(dòng)量定理F·Δt＝Δp，可知雞蛋所受的撞擊力減小，所以雞蛋不會(huì)破。
如圖所示，一個(gè)小孩沿水平方向用最大的力F推靜止在水平地面上的小汽車，但推了很久時(shí)間t都無(wú)法使它運(yùn)動(dòng)，就這個(gè)問(wèn)題兩個(gè)同學(xué)展開討論。
甲同學(xué)說(shuō)：汽車沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樾『⒔o汽車的推力的沖量為零。乙同學(xué)說(shuō)：小孩給汽車的推力的沖量不為零，汽車沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樗艿暮狭Φ臎_量為零。誰(shuí)說(shuō)得對(duì)？提示：小孩給汽車的推力的沖量大小為I＝F·t汽車沒(méi)動(dòng)說(shuō)明它所受的合力為零，故其合外力的沖量為零。
1．對(duì)沖量的理解(1)沖量是過(guò)程量：沖量描述的是作用在物體上的力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)，與某一過(guò)程相對(duì)應(yīng)。(2)沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的方向相同。(3)沖量的絕對(duì)性：沖量?jī)H由力和時(shí)間兩個(gè)因素決定，具有絕對(duì)性。
2．沖量的計(jì)算(1)單個(gè)力的沖量：利用公式I＝FΔt計(jì)算。(2)合力的沖量：①如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則。②兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合·Δt求解。
(3)變力的沖量：由圖可知F－t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的大小表示對(duì)應(yīng)時(shí)間Δt內(nèi)，力F的沖量的大小。
(1)沖量是矢量，求沖量的大小時(shí)一定要注意是力與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間的乘積。(2)判斷兩個(gè)力的沖量是否相同，必須滿足沖量的大小和方向都相同，缺一不可。
如圖所示，質(zhì)量為2 kg的物體沿傾角為30°，高為5 m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過(guò)程中，g取10 m/s2，求：(1)重力的沖量；(2)支持力的沖量；(3)合力的沖量。
1．關(guān)于力的沖量，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．力越大，力的沖量就越大B．作用在物體上的力大，力的沖量不一定大C．靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止，則此推力的沖量為零D．F1與作用時(shí)間t1的乘積F1t1在數(shù)值上等于F2與作用時(shí)間t2的乘積F2t2，則這兩個(gè)沖量相同
解析：由沖量定義式I＝Ft可知，力越大，力的沖量不一定越大，還與時(shí)間有關(guān)，A錯(cuò)，B對(duì)；靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止，則此推力的沖量為Ft，C錯(cuò)；沖量是矢量，大小相等，若方向不同，則這兩個(gè)沖量不相同，D錯(cuò)。
2．(2020·四川省攀枝花市高二下學(xué)期期末)我國(guó)天津地標(biāo)之一“天津之眼”是世界上唯一一個(gè)橋上瞰景摩天輪。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做軌道半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，質(zhì)量為m的乘客從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，重力的沖量大小為(　　)
如圖是東京奧運(yùn)會(huì)體操女子平衡木冠軍管晨辰，在比賽中，她做完整套動(dòng)作后，從平衡木上跳下時(shí)，為了安全，一般都要屈腿，這樣做是為了什么？
對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用
提示：人落地動(dòng)量變化一定，屈腿下蹲延緩了人落地時(shí)動(dòng)量變化所用的時(shí)間，依動(dòng)量定理可知，這樣就減小了地面對(duì)人的沖力。
1．對(duì)動(dòng)量定理的理解(1) 動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因。(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，它說(shuō)明合外力的沖量跟物體動(dòng)量變化量不僅大小相等，而且方向相同。運(yùn)用動(dòng)量定理主要解決一維運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，要注意正方向的規(guī)定。
2．動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)應(yīng)用動(dòng)量定理FΔt＝Δp定性解釋常見(jiàn)物理現(xiàn)象。由上式可以看出如果保持Δp一定，則力作用的時(shí)間越短，沖力就越大。因此在需要增大作用力時(shí)，可盡量減少作用的時(shí)間，如打擊、碰撞等由于作用時(shí)間短、作用力往往較大。反之，作用時(shí)間越長(zhǎng)，力F就越小，因此在需要減小作用力的時(shí)候，可想辦法延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，如利用海綿或彈簧的緩沖作用來(lái)延長(zhǎng)作用時(shí)間，達(dá)到減小作用力的目的。
(2)應(yīng)用I＝Δp求變力的沖量。如果物體受到大小、方向不變的力的作用，既可以應(yīng)用FΔt求力的沖量，也可以應(yīng)用物體動(dòng)量改變?chǔ)的大小和方向來(lái)求出力的沖量。如果物體受到大小、方向改變的力的作用，則不能直接用FΔt求變力的沖量，這時(shí)可以求在該力沖量作用下物體動(dòng)量改變?chǔ)的大小和方向，以求出變力的沖量。
3．應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟a．選定研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程。b．進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)分析。c．選定正方向，根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解。
一質(zhì)量為m＝100 g的小球從h＝0.8 m高處自由下落到一厚軟墊上。若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了t＝0.2 s，則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的平均沖力為多少？(g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)
3．(2020·山東省淄博市高二上學(xué)期期中)央視網(wǎng)消息，2019年8月15日，俄羅斯“烏拉爾航空”公司一架空客A-321客機(jī)在起飛后不久遭遇多只飛鳥撞擊，導(dǎo)致兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)起火，引擎失靈，迫降在離機(jī)場(chǎng)不遠(yuǎn)處的一片玉米地里。 假設(shè)客機(jī)撞鳥時(shí)飛行速度大約為1 080 km/h，小鳥的質(zhì)量約為0.5 kg，撞機(jī)時(shí)間約為0.01 s, 估算飛機(jī)受到的撞擊力大小約為(　　)A．540 NB．54 000 NC．15 000 ND．1.5 N
動(dòng)量定理和動(dòng)能定理的比較
動(dòng)量定理和動(dòng)能定理都是求解力學(xué)問(wèn)題的重要定理。應(yīng)用時(shí)要特別注意選定研究對(duì)象和過(guò)程，注重受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，靈活運(yùn)用規(guī)律求解。特別注意運(yùn)用動(dòng)量定理解題需考慮速度的方向，運(yùn)用動(dòng)能定理解題則不需考慮速度的方向。
生活情境如圖所示，H是一種安全氣囊，內(nèi)部存有化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)汽車高速前進(jìn)，受到撞擊時(shí)，化學(xué)物質(zhì)會(huì)在瞬間爆發(fā)產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊，填補(bǔ)在司機(jī)與車前擋風(fēng)玻璃、儀表板、方向盤之間，防止司機(jī)受傷。若某次事故中汽車的速度是35 m/s，司機(jī)沖向氣囊后經(jīng)0.2 s停止運(yùn)動(dòng)，人體沖向氣囊的質(zhì)量約為40 kg，頭部和胸部作用在氣囊上的面積約為400 cm2。
探究：(1)則在這種情況下，人的頭部和胸部受到平均壓強(qiáng)為多大？(2)相當(dāng)于多少個(gè)大氣壓？
羽毛球是速度最快的球類運(yùn)動(dòng)之一，我國(guó)某羽毛球運(yùn)動(dòng)員某次扣殺羽毛球的速度為342 km/h，假設(shè)球的速度為90 km/h，該運(yùn)動(dòng)員將球以342 km/h的速度反向擊回。設(shè)羽毛球質(zhì)量為5 g。探究：(1)該運(yùn)動(dòng)員擊球過(guò)程中羽毛球的動(dòng)量變化量；(2)在該運(yùn)動(dòng)員的這次扣殺中，羽毛球的速度變化、動(dòng)能變化各是多少？
1．(2020·山東省臨朐一中高二下學(xué)期檢測(cè))運(yùn)動(dòng)員向球踢了一腳(如圖)，踢球時(shí)的力F＝100 N，球在地面上滾動(dòng)了t＝10 s停下來(lái)，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)球的沖量為(　　)A．1 000 N·sB．500 N·sC．零D．無(wú)法確定
解析：滾動(dòng)了t＝10 s是地面摩擦力對(duì)足球的作用時(shí)間。不是踢球的力的作用時(shí)間，由于不能確定人作用在球上的時(shí)間，所以無(wú)法確定運(yùn)動(dòng)員對(duì)球的沖量。
2．(2021·浙江金華高二調(diào)研)跳遠(yuǎn)時(shí)，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全(如圖)，這是由于(　　)A．人跳在沙坑的動(dòng)量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的動(dòng)量變化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上小
解析：人跳遠(yuǎn)從一定高度落下，落地前的速度一定，則初動(dòng)量相同，落地后靜止，末動(dòng)量一定，所以人下落過(guò)程的動(dòng)量變化量Δp一定，因落在沙坑上作用的時(shí)間長(zhǎng)，落在水泥地上作用時(shí)間短，根據(jù)動(dòng)量定理FΔt＝Δp，t長(zhǎng)F小，故D對(duì)。
3．(2020·廣西欽州高二下學(xué)期期中)如圖所示是一則安全警示廣告，描述了高空墜物對(duì)人傷害的嚴(yán)重性。小王同學(xué)用下面的實(shí)例來(lái)檢驗(yàn)廣告詞的科學(xué)性：用一個(gè)雞蛋從8樓的窗戶自由下落到地面。經(jīng)測(cè)量雞蛋質(zhì)量約50 g,8層樓高約20米，與地面接觸時(shí)間約為0.02 s。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2。求雞蛋：

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