动量
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按照考纲的要求，本章内容可以分成两部分，即：动量、冲量、动量定理；动量守恒定律。其中重点是动量定理和动量守恒定律的应用。难点是对基本概念的理解和对动量守恒定律的应用。
动量冲量动量定理
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。
教学重点：动量、冲量的概念，动量定理的应用
教学难点：动量、冲量的矢量性
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学
教学过程：
一、动量和冲量
1．动量
按定义，物体的质量和速度的乘积叫做动量：p=mv
（1）动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。
（2）动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。
（3）动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。
2．动量的变化：
=
∆
p-'
p
p
由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。
（1）若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。
（2）若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。
【例1】一个质量为m=40g的乒乓球自高处落下，以速度v=1m/s碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v'=0.5m/s。求在碰撞过程中，乒乓球动量变化为多少？
2．冲量
按定义，力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I=Ft
（1）冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。
（2）冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
（3）高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
（4）要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。
【例2】质量为m的小球由高为H的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？
m 点评：特别要注意，该过程中弹力虽然不做功，但对物体有冲量。
二、动量定理
1．动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I=Δp
（1）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。
（2）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。
（3）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：t
P F ∆∆=（牛顿第二定律的动量形式）。 （4）动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正。
点评：要注意区分“合外力的冲量”和“某个力的冲量”，根据动量定理，是“合外力
的冲量”等于动量的变化量，而不是“某个力的冲量” 等于动量的变化量。这是在应用动量定理解题时经常出错的地方，要引起注意。
【例3】以初速度v 0平抛出一个质量为m 的物体，抛出后t 秒内物体的动量变化是多少？
点评：有了动量定理，不论是求合力的冲量还是求物体动量的变化，都有了两种可
供选择的等价的方法。本题用冲量求解，比先求末动量，再求初、末动量的矢量差要方便得多。当合外力为恒力时往往用Ft 来求较为简单；当合外力为变力时，在高中阶段只能用Δp 来求。
2．动量定理的定性应用
【例4】 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5】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？
【例6】 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
3．动量定理的定量计算
利用动量定理解题，必须按照以下几个步骤进行：
（1）明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的质点组。质点组内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段。
（2）进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力（内力）会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总动量，因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同，就要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。 F
（3）规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。
（4）写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量（或各外力在各个阶段的冲量的矢量和）。
（5）根据动量定理列式求解。
【例7】质量为m 的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t 1到达沙坑表面，又经过时间t 2停在沙坑里。求：
（1）沙对小球的平均阻力F ；
（2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 。
点评：这种题本身并不难，也不复杂，但一定要认真审题。要根据题意所要求的冲
量将各个外力灵活组合。若本题目给出小球自由下落的高度，可先把高度转换成时间后再用动量定理。当t 1>> t 2时，F >>mg 。
【例8】 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v 0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？
点评：这种方法只能用在拖车停下之前。因为拖车停下后，系统受的合外力中少了拖车受到的摩擦力，因此合外力大小不再是()a m M +。
【例9】 质量为m =1kg 的小球由高h 1=0.45m 处自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度为h 2=0.2m ，从小球下落到反跳到最高点经历的时间为Δt =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10】 一个质量为m =2kg 的物体，在F 1=8N 的水平推力作用下，从静止开始沿水平面运动了t 1=5s ，然后推力减小为F 2=5N ，方向不变，物体又运动了t 2=4s 后撤去外力，物体再经 过t 3=6s 停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。
点评：遇到涉及力、时间和速度变化的问题时，运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。由解法2可知，合理选取研究过程，能简化解题步骤，提高解题速度。本题也可以用牛顿运动定律求解。
4．在F －t 图中的冲量： F －t 图上的“面积”表示冲量的大小。
m M v 0 v
/
t
F
O F
t
