2019-2020年高考物理专题辅导:第六章 第1讲 动量、冲量、动量定理-中高考前沿
2019-2020 年备考
板块三限时规范特训 时间:45 分钟 满分:100 分
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分。其中 1~7 为单选,8~10 为多选) 1.[2018·湖北黄石市黄石一中模拟]有关物体的动量,下 列说法正确的是( ) A.同一物体的动量改变,一定是速度大小改变 B.同一物体的动量改变,一定是速度方向改变 C.同一物体的运动速度改变,其动量一定改变 D.同一物体的运动速度改变,其动量可能不变 答案 解析 C 动量为一矢量,由 p=mv 知,同一物体动量改变,可
能是速度大小变化、也可能是速度方向变化,所以 A、B 错误; 同一物体速度改变,动量一定变化,故 C 正确,D 错误。 2.[2018·山西太原五中月考]下面关于物体动量和冲量的 说法错误的是( ) 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,就是它所受冲量的方向 D.物体所受合外力越大,它的动量变化就越快 答案 解析 A Ft 越大,Δ p 越大,但动量不一定大,它还与初态的
第三定律可得,运动员对床垫的作用力大小 F′ = F = mg + m 2gh2+m 2gh1 ,方向为竖直向下,D 正确,A、B、C 错误。 t 8. 恒力 F 作用在质量为 m 的物体上,如图所示,由于地面 对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间 t,下列说法正确
A.mv C.mv+Mu 答案 解析 D
Hale Waihona Puke B.mv-Mu D.mv+mu
弹簧的弹力是变力,时间是未知量,显然,不能直接
从冲量的概念 I=Ft 入手计算, 只能用动量定理求解, 对物体 A: I 弹-mgt=mv。对物体 B:Mgt=Mu。消去 t 解得 I 弹=mv+mu,D 正确,A、B、C 错误。 6.一质量为 2 kg 的物体受水平拉力 F 作用,在粗糙水平面 上做加速直线运动时的 at 图象如图所示,t=0 时其速度大小 为 2 m/s,滑动摩擦力大小恒为 2 N,则( )
1 2 故 a1>a2。由于上升和下降通过的位移相同,由公式 x= at 知上 2 升用的时间小于下降用的时间,上升时重力的冲量小,A 错误; 而重力的冲量,不管是上升还是下降,方向都向下,故 C 错误; 而空气阻力冲量的方向: 上升时向下, 下降时向上, 故方向相反, D 错误;再由公式 v= 2ax可知,上升的初速度大于下降的末速 度,由动量定理知,合外力的冲量等于动量的变化量,因上升时 动量的变化量大于下降时动量的变化量, 故合外力在上升过程冲 量大,故 B 正确。 4. [2018·山东临沂调研]人从高处跳到较硬的水平地面时, 为了安全,一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,这是为 了( ) A.减小地面对人的冲量 B.减小人的动量的变化 C.增加人对地面的冲击时间 D.增大人对地面的压强 答案 C
A.t=6 s 时,物体的速度为 18 m/s B.在 0~6 s 内,合力对物体做的功为 400 J C.在 0~6 s 内,拉力对物体的冲量为 36 N·s D.t=6 s 时,拉力 F 的功率为 200 W 答案 解析 D 类比速度图象中位移的表示方法可知, 在加速度—时
间图象中图线与坐标轴所围面积表示速度变化量,在 0~6 s 内 Δ v=18 m/s,又 v0=2 m/s,则 t=6 s 时的速度 v=20 m/s,A 1 2 1 2 错误; 由动能定理可知, 0~6 s 内, 合力做的功为 W= mv - mv0 2 2 =396 J,B 错误;由动量定理可知,IF-Ff·t=mv-mv0,代入 已知条件解得 IF=48 N·s,C 错误;由牛顿第二定律可知,6 s 末 F-Ff=ma,解得 F=10 N,所以拉力的功率 P=Fv=200 W,D 正确。 7.质量为 m 的运动员从床垫正上方 h1 高处自由下落,落垫 后反弹的高度为 h2,设运动员每次与床垫接触的时间为 t,则在 运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力为(空气 阻力不计,重力加速度为 g)( A.mg+ B.mg+ m 2gh1 t m 2gh2 t )
动量有关,故 A 错误,B 正确;冲量不仅与 Δ p 大小相等,而且 方向相同,所以 C 正确;物体所受合外力越大,速度变化越快,
即动量变化越快,D 正确。 3.把一个乒乓球竖直向上抛出,若空气阻力大小不变,则 乒乓球上升到最高点和从最高点返回到抛出点的过程相比较 ( ) A.重力在上升过程的冲量大 B.合外力在上升过程的冲量大 C.重力冲量在两过程中的方向相反 D.空气阻力冲量在两过程中的方向相同 答案 解析 B 乒乓球上升过程 mg+f=ma1,下降过程 mg-f=ma2,
解析
脚尖先触地且着地时弯曲双腿, 可以增加人对地面的
Δp 冲击时间,根据动量定理 F= 可知,地面对人的作用力减小, Δt 从而达到安全的目的,故 C 正确,A、B、D 错误。 5. [2018·江西上饶一中月考]物体 A 和 B 用轻绳相连在轻 质弹簧下静止不动,如图甲所示。A 的质量为 m,B 的质量为 M。 当连接 A、B 的绳突然断开后,物体 A 上升经某一位置时的速度 为 v,这时物体 B 下落速度大小为 u,如图乙所示。这段时间里, 弹簧的弹力对物体的冲量为( )
C.
m 2gh2+m 2gh1 t m 2gh2+m 2gh1 t
D.mg+ 答案 解析 D
设在时间 t 内, 床垫对运动员的平均作用力大小为 F,
运动员刚接触床垫时的速率为 v1, 则离开床垫时的速率为 v2。 如 图所示,规定竖直向上为正方向,根据动量定理有:
F 合 t=Δ p,F 合=F-mg Δ p=mv2-m(-v1)=mv2+mv1 由机械能守恒定律有 1 2 mv1=mgh1,v1= 2gh1 2 1 2 mv2=mgh2,v2= 2gh2 2 由此可得 F=mg+ mv2+mv1 m 2gh2+m 2gh1 =mg+ ,由牛顿 t t
2024版高考物理一轮总复习专题六动量第1讲动量冲量动量定理课件
C.球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等
D.球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同
【答案】AC
【解析】垒球被击打后,可能以与被击打前等大的速度反向打出,所以
球的动能可能不变,动量大小不变,动量大小增量为零, A正确,B错
误;由牛顿第三定律知,球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相
3.2 kg·m/s,故A错误,C正确;足球下落刚与头接触时的动量为p1=mv1
=1.6 kg·m/s,故B错误;足球运动的全过程,所受重力的冲量为IG=
mg(t1+Δt+t2)=3.6 N·s,D错误.
3.(2022年深圳一模)明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧.
如图所示,可转动的把手上a点到转轴的距离为2R,辘轳边缘b点到转轴
第1讲 动量、冲量、动量定理
物理
观念
科学
思维
科学
探究
科学态
度与责
任
核心素养
重要考点
(1)理解动量和冲量概念;(2)理解和运用动量定
理与动量守恒定律;(3)理解碰撞、反冲的定义及
物理意义
1.动量、动量
(1)能利用动量定理解决相关问题,会在流体力学 定理
中建立“柱状”模型;(2)动量守恒定律应用中的人 2.动量守恒定
mv
以增加球与手接触的时间,根据动量定理得-Ft=0-mv,F= ,当
t
时间增大时,动量的变化量不变,球对手的作用力减小,所以B正确.
4.[冲量的理解]如图,用与水平方向成θ角的拉力F拉动木箱,使它从静
止开始沿粗糙水平面运动时间t.木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和
摩擦力f的冲量大小分别为(
高三新高考物理一轮人教版课件第六章第1课时动量冲量动量定理
骤
N=nv0SΔt
先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘以
3 N 计算
[例 2] 宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决, 其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变 的问题。假设一宇宙飞船以 v=2.0×103 m/s 的速度进入密度 ρ =2.0×10-6 kg/m3 的微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大 截面积 S=5 m2,且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上, 则飞船要保持速度 v 不变,所需推力多大?
C.t=3 s 时物块的动量大小为 5 kg·m/s
D.t=4 s 时物块的速度为零
解析:前 2 s 内物块做初速度为零的匀加速直线运动,加速 度 a1=Fm1=22 m/s2=1 m/s2,t=1 s 时物块的速率 v1=a1t1 =1 m/s,A 正确;t=2 s 时物块的速率 v2=a1t2=2 m/s,动 量大小为 p2=mv2=4 kg·m/s,B 正确;物块在 2~4 s 内做 匀减速直线运动,加速度的大小为 a2=Fm2=0.5 m/s2,t=3 s 时物块的速率 v3=v2-a2t3=(2-0.5×1)m/s=1.5 m/s,动量 大小为 p3=mv3=3 kg·m/s,C 错误;t=4 s 时物块的速度 v4=v2-a2t4=(2-0.5×2)m/s=1 m/s,D 错误。 答案:AB
[解析] 设飞船在微粒尘区飞行 Δt 时间,则在这段时间内附 着在飞船上的微粒质量 Δm=ρSvΔt,
微粒由静止到与飞船一起运动,微粒的动量增加, 由动量定理 Ft=Δp 得 FΔt=Δmv=ρSvΔtv, 所以飞船所需推力 F=ρSv2=2.0×10-6×5×(2.0×103)2N=40 N。 [答案] 40 N
1.若物体在运动过程中受到的合外力不为零,经过一段时间,
第六章动量专题知识讲座
基础知识梳理
三、动量定理 1.内容:物体所受合力旳 冲量等于物体 旳动量变化. 2.体现式:Ft=Δp=p′-p. 3.矢量性:动量变化量旳方向与 冲量方 向相同,还能够在某一方向上应用动量定 理.
课堂互动讲练
一、对冲量旳了解与计算 1.对冲量旳了解 (1)时间性:冲量是力在时间上旳积 累,讨论冲量一定要明确是哪个力在哪段 时间上旳冲量,即冲量是过程量. (2)矢量性:当力F为恒力时,I旳方向 与力F旳方向相同;当力F为变力时,I旳 方向由动量旳变化量旳方向拟定.
高频考点例析
解析:机车旳牵引力F=μMg, 阻力F′=μ(M-m)g 列车比车厢多走时间Δt,就是多阻力给 它旳冲量μ(M-m)gΔt,列车多克服旳冲量 是由列车多出旳动量Δp提供旳,而多出旳动 量是由列车旳牵引力在时间t内多给列车旳 冲量ΔI=μMgt提供旳, 于是由Δp=ΔI,得μ(M-m)gΔt=μMgt 故 Δt=MM-tm. 答案:MM-tm
高频考点例析
【解析】 平均值法:钻头所受 旳阻力与深度成正比,而钻头又是匀 速钻进,即深度与时间成正比,所以 阻力与时间成正比,能够用平均值来 求变力旳冲量.
设阻力与时间旳百分比常数为k, 则F阻=kt,
所 5秒以内第旳1冲秒量内旳I2=冲12量(0I+1=kt12′)t(′0+kt)t 由以上两式可知I2=2500 N·s.
高频考点例析
【答案】 (M+m)a(t+t′) M
【措施技巧】 对多种物体构成 旳系统研究时,对系统应用动量定 理,往往能够使问题大为简化,假如 对单个物体分别应用动量定理,则要 繁琐某些,甚至无法处理.
高频考点例析
变式训练
3.总质量为M旳列车沿平直轨道 匀速行驶,其末节车厢质量为m,途中 脱钩.司机发觉时,列车已行驶了时 间t,于是司机即刻关闭发动机,列车 滑行迈进.设车运动时阻力跟车重成 正比,机车旳牵引力不变.当列车和 车厢都静止时,求列车多行驶旳时间 Δt.
高中物理课件 第六章 动量 第1讲 动量 冲量 动量定理
第1讲 动量 冲量 动量定理必备知识新学法基础落实一、动量、动量的变化量、冲量1.动量(1)定义:物体的_______与_______的乘积.(2)表达式:p =_______.(3)方向:动量的方向与________的方向相同.[主干知识·填一填]质量速度m v 速度2.动量的变化量(1)因为动量是矢量,动量的变化量Δp 也是___________,其方向与速度的改变量Δv 的方向___________.(2)动量的变化量Δp 的大小,一般用末动量p ′减去初动量p 进行计算,也称为动量的增量.即Δp =___________.3.冲量(1)定义:______与________________的乘积叫作力的冲量.(2)公式:___________.(3)单位:___________.(4)方向:冲量是___________,其方向____________________.矢量相同p ′-p 力力的作用时间I =Ft N·s 矢量与力的方向相同二、动量定理1.内容:物体在一个运动过程始末的______________等于它在这个过程中所受________的冲量.2.公式:____________________或 ___________.3.动量定理的理解(1)动量定理反映了力的冲量与___________之间的因果关系,即外力的冲量是原因,物体的___________是结果.(2)动量定理中的冲量是___________的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和.(3)动量定理表达式是_______式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义.动量变化量合力m v ′-m v =F (t ′-t )p ′-p =I 动量变化量动量变化量合力矢量1.动量是矢量,其方向与物体的速度方向相同,动量变化量也是矢量,其方向与物体合外力的冲量方向相同.2.力与物体运动方向垂直时,该力不做功,但该力的冲量不为零.3.某个力的冲量与物体的运动状态及其是否受其他力无关.4.动量定理中物体动量的改变量等于合外力的冲量,包括物体重力的冲量.5.应用动量定理列的方程是矢量方程,列方程时应选取正方向,且力和速度必须选同一正方向.[规律结论·记一记]一、易混易错判断1.两物体的动量相等,动能也一定相等.( )2.动量变化的大小,不可能等于初末状态动量大小之和.( )3.物体的动量变化量等于某个力的冲量.( )4.物体沿水平面运动,重力不做功,重力的冲量也等于零.( )5.物体的动量越大,则物体的惯性就越大.( )6.物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的.( )[必刷小题·测一测]×××××√二、经典小题速练1.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是( )A .物体的动量发生变化,其动能一定发生变化B .物体的动能发生变化,其动量一定发生变化C .若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同D .动能大的物体,其动量也一定大B2.质量为5 kg 的小球以5 m/s 的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s 的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )A .10 kg·m/s B .-10 kg·m/sC .40 kg·m/sD .-40 kg·m/s解析:D 动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正方向,则小球的初动量p 1=m v 1=25 kg·m/s ,末动量p 2=m v 2=-15 kg·m/s ,所以动量的变化Δp =p 2-p 1=-40 kg·m/s.D3.质量为4 kg 的物体以 2 m/s 的初速度做匀变速直线运动,经过2 s ,动量大小变为14 kg·m/s ,则该物体( )A .所受合外力的大小可能大于11 NB .所受合外力的大小可能小于3 NC .冲量大小可能小于6 N·sD .冲量大小可能大于18 N·sD解析:D 若以物体初速度方向为正方向,则初动量p1=m v1=8 kg·m/s,末动量大小为14 kg·m/s,则有两种可能:当p2=14 kg·m/s,则Ft=p2-p1=6 kg·m/s,F=3 N;当p2=-14 kg·m/s,则Ft=p2-p1=-22 kg·m/s,F=-11 N,负号表示方向,故选项A、B、C错误,D正确.关键能力新探究思维拓展命题点一 动量、冲量的理解及计算(自主学习)[核心整合]1.动能、动量、动量变化量的比较[题组突破]1.(动量及动量变化量的理解)质量为0.2 kg 的球竖直向下以6 m/s 的速度落至水平地面,再以4 m/s 的速度反向弹回.取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球的动量变化量Δp 和合外力对小球做的功W ,下列说法正确的是( )A .Δp =2 kg ·m/s ,W =-2 JB .Δp =-2 kg·m/s ,W =2 JC .Δp =0.4 kg·m/s ,W =-2 JD .Δp =-0.4 kg·m/s ,W =2 JA2.(对冲量的理解)(2022·天津一中模拟)如图所示,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h 2开始下滑到同样的另一高度h 1的过程中,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 .动量变化量的大小D3.(利用F t 图像求冲量)(多选)如图所示,物体从t =0时刻开始由静止做直线运动,0~4 s 内其合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线,下列表述正确的是( )A .0~2 s 内合外力的冲量一直增大B .0~4 s 内合外力的冲量为零C .2 s 末物体的动量方向发生变化D .0~4 s内物体动量的方向一直不变ABD解析:ABD 根据Ft图像中图线与t轴围成的面积表示冲量,可知在0~2 s内合外力的冲量一直增大,A正确;0~4 s内合外力的冲量为零,故B正确;2 s末冲量方向发生变化,物体的动量开始减小,但方向不发生变化,0~4 s内物体动量的方向一直不变,故C 错误,D正确.第1维度:应用动量定理解释生活现象…………………(1)Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小.(2)F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小.分析问题时,要把哪个量一定,哪个量变化搞清楚.(2020·全国卷Ⅰ)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )A .增加了司机单位面积的受力大小B .减少了碰撞前后司机动量的变化量C .将司机的动能全部转换成汽车的动能D .延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积例 1 D解析:D 汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触.司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理Δp=FΔt知,司机所受作用力减小;又知安全气囊打开后,司机与物体的接触面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能.综上可知,选项D正确.第2维度:应用动量定理求变力的冲量…………………如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化量Δp,再利用动量定理求力的冲量I.例 2C第3维度:应用动量定理计算动量的变化量………………… (多选)如图所示,一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C 、D 、E 处,三个过程中重力的冲量的大小依次为I 1、I 2、I 3,动量变化量的大小依次为Δp 1、Δp 2、Δp 3,则有( ) A .三个过程中,合力的冲量大小相等,动量的变化量大小相等B .三个过程中,合力做的功相等,动能的变化量相等C .I 1<I 2<I 3,Δp 1=Δp 2=Δp 3D .I 1<I 2<I 3,Δp 1<Δp 2<Δp 3例 3 ABC第4维度:应用动量定理计算平均力………………… 高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”.高空抛物,是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害.有人曾做了一个实验,将一枚50 g 的鸡蛋从8楼(距离地面上静止的钢板为20 m)无初速释放,若鸡蛋壳与钢板的作用时间为4.0×10-4 s ,鸡蛋与钢板撞击后速度变为零,不计空气阻力,重力加速度g 取10 m/s 2.则鸡蛋与钢板碰撞的过程中,钢板受到的平均撞击力的大小约为( )A .0.5 N B .500 NC .1000 ND .2500 N例 4 D例 5D第6维度:应用动量定理求解多过程问题…………………(1)对于过程较复杂的运动,可分段应用动量定理,也可整个过程应用动量定理.(2)物体受多个力作用,力的方向和作用时间往往不同,列动量定理时应引起关注. 一个质量为m =100 g 的小球从离厚软垫h =0.8 m 高处自由下落,落到厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t =0.2 s ,不计空气阻力,则在这段时间内,软垫对小球的冲量是多少?(取g =10 m/s 2)例 6答案:0.6 N·s,方向竖直向上应用动量定理解题的基本思路(1)确定研究对象.中学阶段的动量定理问题,其研究对象一般仅限于单个物体.(2)对物体进行受力分析.可以先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和;或先求合力,再求其冲量.(3)抓住过程的初、末状态,选好正方向,确定各动量和冲量的正负号.(4)根据动量定理列方程,如有必要还需要其他补充方程,最后代入数据求解.对过程较复杂的运动,可分段用动量定理,也可整个过程用动量定理.总结提升核心素养新导向学科培优素养培优18 应用动量定理解答两类柱状模型问题模型一 流体类“柱状模型”问题流体及其特点通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”,质量具有连续性,通常已知密度ρ分析步骤1建立“柱状模型”,沿流速v 的方向选取一段柱形流体,其横截面积为S 2微元研究,作用时间Δt 内的一段柱形流体的长度为Δl ,对应的质量为Δm =ρS v Δt 3建立方程,应用动量定理研究这段柱状流体某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S 的喷口持续以速度v 0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S );水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g .求:(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量;(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.典例1模型二 微粒类“柱状模型”问题微粒及其特点通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”,质量具有独立性,通常给出单位体积内粒子数n分析步骤1建立“柱状模型”,沿运动的方向选取一段微元,柱体的横截面积为S2微元研究,作用时间Δt 内一段柱形流体的长度为Δl ,对应的体积为ΔV =S v 0Δt ,则微元内的粒子数N =n v 0S Δt3先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘以N 计算根据量子理论,光子的能量E 与动量p 之间的关系式为E =pc ,其中c 表示光速,由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”,用I 表示.(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P 0,射出的光束的横截面积为S ,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F =2pN ,其中p 表示光子的动量,N 表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P 0和S 表示该束激光对物体产生的光压;典例2(2)有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为 1350 W,探测器和薄膜的总质量为m=100 kg,薄膜面积为4×104 m2,c=3×108 m/s,求此时探测器的加速度大小.对于流体及微粒的动量连续发生变化这类问题,关键是应用微元法正确选取研究对象,即选取很短时间Δt 内动量发生变化的那部分物质作为研究对象,建立“柱状模型”:研究对象分布在以S 为横截面积、长为v Δt 的柱体内,质量为Δm =ρS v Δt ,分析它在Δt 时间内动量的变化情况,再根据动量定理求出有关的物理量.反思领悟。
2020高考大一轮复习:第6章 第1讲 动量 冲量 动量定理
(3)方向:动量的方向与______m_v_ 的方向相同.
速度
2.动量的变化
(1)因为动量是矢量,动量的变化量 Δp也是________,其方向与速度的矢改量变量 Δv 的方向________ .
(2)动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量,即Δp=____________.
考点二 动量定理的理解和应用
1.动量定理的理解 (1)中学物理中,动量定理研究的对象通常是单个物体. (2)Ft=p′-p 是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同.式中 Ft 是物体所 受的合外力的冲量. (3)Ft=p′-p 除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即 合外力的冲量是动量变化的原因. (4)由 Ft=p′-p,得 F=p′t-p=Δtp,即物体所受的合外力等于物体的动量对 时间的变化率.
4.从同一高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在软泥地上不易碎.这是因为
()
A.掉在水泥地上,玻璃杯的动量大
D
B.掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化大
C.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大
D.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用 力大
答案 280 N
解析 研究从物体开始运动到撞墙后反弹的全过程,选 F 的方向为正方向,根 据动量定理有
Ft1-μmg(t1+t2)--F t3=-mv′ 解得墙对物体的平均作用力为 -F =Ft1-μmgt1t+3 t2+mv′ =8×6-0.2×2×01.01×6+2+2×6 N =280 N
(1)应用动量定理解题的一般步骤 (2)对于过程较复杂的运动,可分段应用动量定理,也可对整个过程应用动量定理.
高考物理第六章第一课时动量解析
用心 爱心 专心
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第三关:训练关笑对高考
随堂训练
1. 古时有 \! 守株待兔 \" 的寓言 , 设兔子的头部受到大小等于自身重力的打击力时即可致 死, 并设兔子与树桩作用时间为 0.2 s, 则被撞死的兔子其奔跑速度可能为 (g=10 m/s 2) ()
说明 : ①动量定理中的力必须是物体所受的合外力 不能 \! 张冠李戴 \" 把其他物体
, 这就要求在受力分析时不能出错 . 既
用心 爱心 专心
5
所受的力当成是该物体所受的力 有\" 把原本没有的力给假想出来 .
, 也不能 \! 丢三落四 \" 把某个力丢掉 , 更不能 \! 无中生
②动量定理是矢量式 , 求解前必须先选定正方向 . 无论是力还是动量 ,\! 顺我者正 , 逆我 者负 \".
性变化的力的冲量也等于图象与时间轴所围成的面积值,
因而也能够用来求不随时间呈线性
变化的力的冲量 .
典例剖析
例 1 用电钻在建筑物表面钻孔时,钻头所受的阻力与深度成正比,若钻头匀速钻进时, 第 1 s 内阻力的冲量为 100 N · s,求 5 s 内阻力的冲量 .
解析: 钻头受的阻力与深度成正比, 而钻头又是匀速钻进, 即深度与时间成正比, 所以,
解析: 由图象可以看出, 此力随时间变化的关系是周期性的线性关系, 力 F 在某段时间
内的冲量大小,等于图象和这段时间所围成的面积值
. 在 0~t 2 时间内,力的方向与 t 2~ t 4
时间内力的方向相反,所以在这两个半周期内,力
F 的冲量大小相等、 方向相反,所以在一
高中物理课件第六章第一讲《冲量、动量、动量定理》
[思路点拨] [解题样板] 取图6-1-2所示的部分空气为研究对象,这 部分空气的质量为 Δm=ρS(v1-v2)·Δt,………………(2分) 这部分气体经过时间Δt后都由v1变为v2, 取船前进方向为正方向,对这部分气体列出动量定理方程: -FΔt=Δm(v2-v1) ……………………………… (2分)
2.(2010·玉溪质检)从同一高度的平台上,以相同的速率抛
出三个完全相同的小球,甲球竖直上抛,乙球竖直下抛,
丙球平抛,若不计空气阻力,则
()
A.抛出时三球动量都相同
B.落地时三球的动量相同
C.从抛出到落地过程,重力做的功都相同
D.从抛出到落地过程,三球受到的冲量都相同
解析:三个小球在抛出与落地时速度的方向不相同,由于 动量是矢量,所以A、B均错;三个小球只受重力作用, 但它们的运动时间不同,所以重力的冲量不相同,故D错; 从抛出到落地,三个小球在竖直方向的位移相同,所以重 力做功相同,故C正确. 答案:C
冲量描述了力对时间的积累,功描述了力对位移的积 累,冲量和功从两个方面描述了力的效应,冲量改变了物 体的动量,而功改变了物体的动能.
1.对冲量的理解 (1)时间性:冲量是力在时间上的积累,讨论冲量一定要明
确是哪个力在哪段时间上的冲量,即冲量是过程量. (2)矢量性:当力F为恒力时,冲量I的方向与力F的方向相同,
3.应用动量定理解题的一般步骤 (1)确定研究对象; (2)分析研究对象的受力过程及所受的外力和作用时间; (3)确定初、末状态及速度; (4)建立坐标系选定正方向,表示出每个力的冲量和物体的 初、末动量; (5)根据动量定理列方程求解.
3.如图6-1-1所示,跳水运动员 (图中用一小圆圈表示),从某一 峭壁上水平跳出,跳入湖水中, 已知运动员的质量m=60 kg, 初速度为v0=10 m/s.若经过1 s(此时运动员尚在空中), 速度为v= 10 m/s,则在此过程中,运动员动量 的变化量为(g取10 m/s2,不计空气阻力) ( )
2019届高考物理一轮复习讲义:第六章 第1讲 动量、冲量、动量定理 含答案
第1讲动量、冲量、动量定理板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】动量Ⅱ1.定义:运动物体的质量m和它的速度v的乘积m v叫做物体的动量。
动量通常用符号p 来表示,即p=m v。
2.单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为kg·m/s。
说明:动量既有大小,又有方向,是矢量。
我们讲物体的动量,是指物体在某一时刻的动量,动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。
有关动量的运算,一般情况下用平行四边形定则进行运算。
如果物体在一条直线上运动,则选定一个正方向后,动量的运算就可以转化为代数运算。
3.动量的三个性质(1)动量具有瞬时性。
物体的质量是物体的固有属性,是不发生变化的,而物体的速度是与时刻相对应的,由动量的定义式p=m v可知,动量是一个状态量,具有瞬时性。
(2)动量具有相对性。
选用不同的参考系时,同一运动物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,指的是物体相对于地面的动量。
在分析有关问题时要先明确相应的参考系。
(3)矢量性。
动量是矢量,方向与速度的方向相同,遵循矢量运算法则。
【知识点2】动量的变化Ⅱ1.因为p=m v是矢量,只要m的大小、v的大小和v的方向三者中任何一个发生变化,动量p就发生了变化。
2.动量的变化量Δp是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
3.动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量。
即Δp=p′-p,此式为矢量式,若p′、p不在同一直线上,则要用平行四边形定则(或矢量三角形定则)求矢量差;若在同一直线上,则应先规定正方向,再用正、负表示p、p′的方向,最后用Δp=p′-p=m v′-m v进行代数运算。
【知识点3】动量、动能、动量变化量的比较Ⅱ【知识点4】冲量、动量定理Ⅱ1.冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积。
(2)表达式:I=Ft。
单位:牛秒(N·s)。
(3)矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定。
备考2019年高考物理一轮复习文档:第六章 第1讲 动量、冲量、动量定理 讲义 Word版含解析
第1讲动量、冲量、动量定理板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】动量Ⅱ1.定义:运动物体的质量m和它的速度v的乘积m v叫做物体的动量。
动量通常用符号p来表示,即p=m v。
2.单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为kg·m/s。
说明:动量既有大小,又有方向,是矢量。
我们讲物体的动量,是指物体在某一时刻的动量,动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。
有关动量的运算,一般情况下用平行四边形定则进行运算。
如果物体在一条直线上运动,则选定一个正方向后,动量的运算就可以转化为代数运算。
3.动量的三个性质(1)动量具有瞬时性。
物体的质量是物体的固有属性,是不发生变化的,而物体的速度是与时刻相对应的,由动量的定义式p=m v可知,动量是一个状态量,具有瞬时性。
(2)动量具有相对性。
选用不同的参考系时,同一运动物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,指的是物体相对于地面的动量。
在分析有关问题时要先明确相应的参考系。
(3)矢量性。
动量是矢量,方向与速度的方向相同,遵循矢量运算法则。
【知识点2】动量的变化Ⅱ1.因为p=m v是矢量,只要m的大小、v的大小和v的方向三者中任何一个发生变化,动量p就发生了变化。
2.动量的变化量Δp是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
3.动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量。
即Δp=p′-p,此式为矢量式,若p′、p不在同一直线上,则要用平行四边形定则(或矢量三角形定则)求矢量差;若在同一直线上,则应先规定正方向,再用正、负表示p、p′的方向,最后用Δp=p′-p=m v′-m v进行代数运算。
【知识点3】动量、动能、动量变化量的比较Ⅱ【知识点4】冲量、动量定理Ⅱ1.冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积。
(2)表达式:I=Ft。
单位:牛秒(N·s)。
(3)矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定。
2019版高考物理总复习课件第6章第1节动量动量定理
2019版高三一轮
3.冲量和功 (1)冲量反映力对时间积累的效应,功反映力对空间积累的效应. (2)冲量是矢量,功是标量. (3)冲量的正、负号表示冲量的方向,功的正、负号表示动力或阻力做功.
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2019版高三一轮
[题组通关] 1.甲、乙两个质量相等的物体,以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上 运动,甲物体先停下来,乙物体后停下来,则( A.甲物体受到的冲量大 B.乙物体受到的冲量大 C.两物体受到的冲量相等 D.两物体受到的冲量无法比较 )
第
章
动量
2019版高三一轮
冲量的理解和计算
1.冲量是矢量,它的方向是由力的方向决定的,如果力的方向在作用时间内 不变,冲量的方向就跟力的方向相同.如果力的方向在不断变化,如绳子 拉物体做圆周运动时绳的拉力在时间t内的冲量,这时就不能说力的方向就 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. 2.冲量是过程量,说到冲量必须明确是哪个力在哪段时间内的冲量.
11 图6返回导航
2019版高三一轮
A.20 N· s C.25 N· s
B.50 N· s D.40 N· s
A [弹簧的弹力显然是变力,因此该力的冲量不能直接求解,可以考虑运 用动量定理:I=Δp,即外力的冲量等于物体动量的变化.由于弹簧储存了 50 J的弹性势能,我们可以利用机械能守恒求出物体离开弹簧时的速度,然 1 后运用动量定理求冲量.所以有:Ep= 2 mv2,I=mv.由以上两式可解得弹簧 s.故选A.] 的弹力对A物体的冲量为I=20 N·
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2019版高三一轮
2.把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着纸带一起运动; 若迅速拉动纸带,纸带就会从重物下抽出,这个现象的原因是 A.在缓缓拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大 B.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力小 C.在缓缓拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 D.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 ( )
