1 動量—2021屆高中物理一輪復(fù)習(xí)暑假專題學(xué)案（選修3-5）

1、一輪復(fù)習(xí)暑假專題-選修3-5學(xué)案1動量一、動 量1.動量 (1)定義:物理學(xué)中把運動物體的和的乘積叫作物體的動量。 (2)表達(dá)式:p=。  (3)單位:kg·m/s。(4)矢量性:物體在某時刻的動量方向與物體。 (5)動量與動能的比較。物理量動量動能定義物體質(zhì)量與速度的乘積物體由于運動而具有的能量定義式p=mvEk=12mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量特征狀態(tài)量狀態(tài)量關(guān)聯(lián)式p=2mEkEk=p22m2.沖量 (1)定義:物理學(xué)中把的乘積叫作力的沖量。 (2)定義式:I=。 (3)單位:N·s。(4)矢量性:沖量的方向跟的方向相同。

2、60;(5)物理意義:沖量反映力的作用對的累積效應(yīng)。 3.動量的變化量 (1)物體在某段時間內(nèi)與的矢量差叫作物體在這段時間內(nèi)的動量的變化。 (2)計算式:p=。 (3)動量的變化是矢量。4.動量定理 (1)內(nèi)容:物體在一個過程中的變化量等于其在這個過程中所受到的的沖量。 (2)表達(dá)式:I=。 (3)物理意義:沖量是物體變化的量度。 (4)動量定理與動能定理的比較物理規(guī)律動量定理動能定理內(nèi)容物體在一個過程中動量的變化量等于其在此過程中所受合外力的沖量物體在某一過程中動能的變化量等于在此過程中合外力對物體所做的功表達(dá)式I=mv2-mv1W

3、=12mv22-12mv12標(biāo)矢性矢量式標(biāo)量式物理意義反映力的作用對時間的累積效果反映力的作用對位移的累積效果答案質(zhì)量速度mv速度方向相同力與力的作用時間Ft力時間末動量初動量p2-p1動量合外力p2-p1動量二、對沖量的理解和計算1.沖量的計算(1)恒力的沖量:直接根據(jù)定義有I=Ft。(2)平均力的沖量:若力的大小隨時間成線性變化而方向不變,則可以根據(jù)平均力計算沖量,即I=F1+F22t。注意力是對時間取平均值,而不是對位移取平均值。(3)變力的沖量:根據(jù)動量定理求解I=p=p2-p1,注意要遵從矢量運算。(4)在F-t圖象中,圖象和坐標(biāo)軸圍成的面積就是沖量的大小。2.沖量的矢量性(1)如果

4、在作用時間內(nèi)力的方向不變,沖量的方向就是力的方向。(2)如果在作用時間內(nèi)力的方向改變,那么沖量的方向為動量變化量的方向,也就是速度變化量的方向。(3)合力的沖量是每個分力沖量的矢量和,遵循平行四邊形法則。三、沖量和功的區(qū)別1.沖量和功都是過程量。沖量表示力對時間的積累作用,功表示力對位移的積累作用。2.沖量是矢量,功是標(biāo)量。3.力作用的沖量不為零時,力做的功可能為零;力做的功不為零時,力作用的沖量一定不為零。四、動量定理的應(yīng)用1.動量定理揭示了合力的沖量與動量變化量之間的因果關(guān)系:沖量是物體動量變化的原因。2.動量定理是矢量關(guān)系,使用時應(yīng)首先確立正方向,再列式。3.當(dāng)物體同時受到多個力的時候,

5、決定物體動量變化的不是某一個力的沖量,而是所有力的沖量的矢量和。4.應(yīng)用動量定理的一般步驟:應(yīng)用動量定理和應(yīng)用動能定理是一樣的,先要明確研究對象和研究過程(研究過程可以是全過程的,也可以是全過程中的某一段)。進(jìn)行受力分析,分析研究對象以外的物體施加給研究對象的力(外力),不必分析內(nèi)力。規(guī)定正方向。寫出研究對象的初、末動量和合力的沖量(或者各個外力沖量的矢量和),根據(jù)動量定理列方程求解。與速度和距離(位移)有關(guān)的過程,注意應(yīng)用動能定理;與速度和時間相關(guān)的過程,注意應(yīng)用動量定理。五、利用動量定理求變力的沖量一般來講,用牛頓第二定律能解決的問題,用動量定理也能解決,如果題目中不涉及加速度和位移,用動

6、量定理求解更為簡便。并且,在高中階段,牛頓第二定律不適合求解變力問題,而動量定理則不僅適用于恒力的作用,也適用于隨時間變化的力的作用,在這種情況下,動量定理中的力應(yīng)該理解為力在這段時間內(nèi)的平均值。(1)若作用在物體上的力為變力,則不能直接用I=Ft求變力的沖量,只能通過求動量的變化量來求變力的沖量I=p。(2)若作用在物體上有多個力,則改變物體動量的不是某個力產(chǎn)生的沖量,而是合力的沖量,求合力的沖量有兩種方法,一是先求出所有外力的合力,再求合力的沖量,二是先求每個力的沖量,再求所有外力的沖量的矢量和。課堂練習(xí)1.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半圓槽,A、C等高,B為圓槽最低點,小球從A點正上方O點由

7、靜止釋放,從A點切入圓槽,剛好能運動至C點。設(shè)球在AB段和BC段運動過程中,運動時間分別為t1、t2,合外力的沖量大小為I1、I2,則()。A.t1>t2B.t1=t2 C.I1>I2 D.I1=I22.(2019湖北武漢開學(xué)考試)如圖所示,光滑的斜面固定在水平面上,底端裝有擋板,質(zhì)量為m的小滑塊自h高處自由釋放,與擋板碰撞后反彈,碰撞過程中沒有能量的損失,碰撞的時間為t,則擋板對滑塊的沖量為()。A.大小為2m2gh,方向沿斜面向上B.大小為2m2gh,方向沿斜面向下C.大小為2m2gh+mg(sin )t,方向沿斜面向上D.大小為2m2gh+mg(sin )t,方向沿斜面向下

8、3.(2018山東濟(jì)南11月月考)蹦極運動中,長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從高處跳下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動。從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點的過程中,下列分析正確的是()。A.繩對人的沖量始終向上,人的動量先增大后減小B.繩對人的拉力始終做負(fù)功,人的動能一直減小C.繩恰好伸直時,繩的彈性勢能為零,人的動能最大D.人在最低點時,繩對人的拉力等于人所受的重力 4.(2018安徽安慶11月模擬)人從高處跳到低處時,為了安全, 一般都是讓腳尖先著地,且雙腿要彎曲,這是為了()。A.減小沖量B.使動量的變化減小C.延長與地面的沖擊時間,從而減小沖力D.增大人對地面的壓強(qiáng),起

9、到安全作用5.(2019湖南長沙摸底考試)(多選)如圖所示,質(zhì)量為M的長木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量m=2 kg的另一物體B以水平速度v0=3 m/s滑上原來靜止的長木板A的上表面,由于A、B間存在摩擦力,之后A、B速度隨時間變化的情況如圖所示,則下列說法正確的是()。A.木板A獲得的動能為2 JB.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為4 JC.木板A的最小長度為1.5 mD.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1一輪復(fù)習(xí)暑假專題-選修3-5學(xué)案1動量參考答案1.C 小球從A點正上方O點由靜止釋放,做自由落體運動,從A點切入圓槽,剛好能運動至C點,即從A到C速度越來越小,AB段平均速率大于BC段平均速率,兩段路程相等,

10、所以t1<t2,A、B兩項錯誤;沿圓心方向的合力與速度垂直,動量變化為零,AB段平均速率大于BC段平均速率,說明切線方向上AB段速度變化量較大,根據(jù)動量定理,合外力的沖量等于動量的變化,所以I1>I2,C項正確,D項錯誤。2.C 小滑塊碰撞前的速度為v,由機(jī)械能守恒有12mv2=mgh。碰撞過程中沒有機(jī)械能的損失,則反彈速度大小為v。選取沿斜面向上為正方向,對碰撞過程由動量定理有I-mg(sin )t=mv-(-mv),解得I=2m2gh+mg(sin )t,為正值,方向沿斜面向上,C項正確。3.A 從繩恰好伸直到人運動到最低點的過程中,繩對人的拉力始終向上,故沖量始終向上;此過程中人先加速再減速,當(dāng)拉力等于重力時,速度最大,則動量先增大后減小,A項正確,B、C兩項錯誤。在最低點時,人的加速度向上,拉力大于重力,D項錯誤。4.C 人落地后最終動量為零,在動量變化相同時,雙腿彎曲可以增加與地面的作用時間,從而減少地面對人體的作用力,C項正確。5.AC 設(shè)物體B與長木板達(dá)到的共同速度為v,則根據(jù)動量守恒定律可得m