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文檔簡介
精品課件高中物理一輪復習動量守恒人教版
動量沖量動量定理特級教師優(yōu)秀課件精選精品高中物理一輪復習動量守恒人教版動量沖量動量定理特級1思維導圖思維導圖高考考綱高考考綱復習目標理解動量的概念、會計算物體的動量及動量的變化。
掌握動量定理的內(nèi)容及表達式,并能利用動量定理分析,解決相關(guān)的問題。理解沖量的概念,會計算某一個力的沖量和合力的沖量。復習目標理解動量的概念、會計算物體的動量及動量的變化。
掌握動量-沖量--動量定理_課件知識梳理1.動量
(4)方向:動量的方向與________的方向相同。(3)單位:___________,符號________。(2)表達式:p=______。(1)定義:物體的_______與_______的乘積。質(zhì)量
速度千克·米/秒mv速度kg·m/s知識梳理1.動量
(4)方向:動量的方向與________知識梳理(4)性質(zhì):
1.動量
③相對性:動量的大小與___________選取有關(guān),通常情況是指相對地面的動量。②瞬時性:動量是描述物體_______________的物理量,是針對_________________而言的。①矢量性:動量是矢量,其方向與物體________的方向相同。其運算遵守____________定則;動量相等必須是動量的大小相等,方向相同。速度
參考系的某一時刻或位置運動狀態(tài)平行四邊形知識梳理(4)性質(zhì):
1.動量
③相對性:動量的大小與___知識梳理2.動量的變化量
(3)性質(zhì):因為動量是矢量,動量的變化量Δp也是_______,其方向與速度的改變量Δv的方向______。
(2)公式:____________________。(1)定義:指物體的末動量p2
與物體的初動量p1之差,也稱為動量的增量。相同矢量知識梳理2.動量的變化量
(3)性質(zhì):因為動量是矢量,動量的知識梳理2.動量的變化量
(4)動量變化量的計算①在同一條直線上選定一個正方向,動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示______,從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算(此時的正、負號僅代表,不代表大小)。②不在同一條直線上由于動量是矢量,所以求動量的改變量△p時,應(yīng)注意方向且遵循_______________。方向
平行四邊形定則知識梳理2.動量的變化量
(4)動量變化量的計算①在同一條直例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤
⑩物體的加速度不變,其動量一定不變(
)⑨動量相同的物體速度小的慣性大(
)⑧物體的動量越大,其慣性也越大(
)⑦動量相同的物體運動方向一定相同(
)⑥豎直上拋的物體經(jīng)過空中同一點的動量不相同(
)⑤運動物體在任一時刻的動量方向一定是該時刻的速度方向(
)④只要物體的運動速度大小不變,物體的動量就保持不變(
)③同一物體的動量越大,其速度一定越大(
)②動量大的物體,它的速度一定也大(
)①速度大的物體,它的動量一定也大(
)例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤
⑩物體的加速度不變例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤?動能相等,則質(zhì)量大的動量大(
)?動能相等,則動量大小也相等(
)?動量大小相等,則質(zhì)量大的動能小(
)?動量大小相等,則動能也相等(
)例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤?動能相等,則質(zhì)量規(guī)律總結(jié)動量與動能的比較p=規(guī)律總結(jié)動量與動能的比較p=練習(2018課標Ⅰ)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段,列車的動能?()A.與它所經(jīng)歷的時間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動量成正比B練習(2018課標Ⅰ)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為物體的動量變化量的大小為5kg·m/s,則(
)A.物體的動量在減小B.物體的動量在增大C.物體的動量大小也可能不變D.物體的動量大小一定變化例題——動量變化量的理解和計算提示:考慮在同一直線上和不在同一直線上這兩種情況。C物體的動量變化量的大小為5kg·m/s,則(
例題——動量變化量的理解和計算提示:動量是矢量,計算動量的變化量時注意先規(guī)定正方向。A例題——動量變化量的理解和計算提示:動量是矢量,計算動量的變例題——動量變化量的理解和計算提示:動量的變化量是矢量,解題時需要注意動量的方向,正方向的選取以求解方便為原則。羽毛球是速度最快的球類運動之一,運動員扣殺羽毛球的速度曾達到342km/h.假設(shè)羽毛球飛來的速度為90km/h,運動員將球以342km/h的速度反向擊回.設(shè)羽毛球的質(zhì)量為5g,試求擊球過程中羽毛球的動量變化.例題——動量變化量的理解和計算提示:動量的變化量是矢量,解題知識梳理1.沖量
(4)方向:沖量是______,其方向____________________。(3)單位:__________,符號_____。(2)公式:_________。(1)定義:____與________________的乘積叫做力的沖量。矢量牛頓·秒N·sI=Ft力與力的方向相同
力的作用時間知識梳理1.沖量
(4)方向:沖量是______,其方向(5)性質(zhì):
知識梳理1.沖量
③絕對性:只要有力的作用就存在沖量,恒定作用力的沖量不會為零,合力的沖量可能為零,變力的沖量也可能為零。②矢量性:對于方向恒定的力來說,沖量的方向與力的方向一致;對于作用時間內(nèi)方向變化的力來說,沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量改變量的方向一致。①時間性:沖量是力在時間上的積累。有力且有作用時間就有沖量,與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。討論沖量一定要明確是哪個力在哪段時間上的沖量,即沖量是過程量。(5)性質(zhì):
知識梳理1.沖量
③絕對性:只要有力的作用就2.動量定理
知識梳理①動量定理反映了力的沖量與____________之間的因果關(guān)系,即外力的沖量是原因,物體的____________是結(jié)果。(3)動量定理的理解(2)公式:_________________或_______________。(1)內(nèi)容:物體在一個運動過程始末的________________等于它在這個過程中所受______的沖量。動量變化量動量變化量合力mv2-mv1=Ftp′-p=I動量變化量2.動量定理
知識梳理①動量定理反映了力的沖量與_____
②動量定理中的沖量是______的沖量,而不是某一個力的沖量,它可以是合力的沖量,可以是各力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的矢量和。
2.動量定理
知識梳理(3)動量定理的理解④動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運動,對于微觀現(xiàn)象和高速運動仍然適用。③動量定理表達式是矢量式,等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。合力
②動量定理中的沖量是______的沖量,而不是某一個力例題——沖量與功概念的區(qū)別放在水平面上質(zhì)量為m的物體,用一水平力F推它,作用時間t但物體始終沒有移動,則這段時間內(nèi)F對物體的沖量為()A.0 B.FtC.mgt
D.無法判斷提示:有力,有作用時間,該力就有沖量。
解析:對于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分,當有力作用在物體上時,經(jīng)過一段時間的累積,該力就對物體有沖量。不管物體是否運動,按照沖量的定義,物體受的沖量大小和方向只與F有關(guān),大小等于Ft,方向與F相同,因此B項正確。B例題——沖量與功概念的區(qū)別放在水平面上質(zhì)量為m的物體,用物體在恒定的合力作用下做直線運動,在時間t1
內(nèi)動能由零增大到E1,在時間t2
內(nèi)動能由E1
增加到2E1,設(shè)合力在時間t1
內(nèi)做的功為W1,沖量為I1,在時間t2
內(nèi)做的功是W2,沖量為I2,則
(
)A.I1<I2,W1=W2
C.I1>I2,W1<W2
例題——沖量與功概念的區(qū)別BD.I1=I2,W1<W2B.I1>I2,W1=W2物體在恒定的合力作用下做直線運動,在時間t1
內(nèi)動能由零增例題——沖量與功概念的區(qū)別如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平外力F作用下以速度v沿水平面勻速運動,當物體運動到A點時撤去外力F,物體由A點繼續(xù)
向前滑行的過程中經(jīng)過B點,則物體由A點到B點的過程中,下列說法正確的是(
)A.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功與v的大小無關(guān)C.v越大,摩擦力對物體的沖量越?。荒Σ亮ψ龉υ缴貲.v越大,摩擦力對物體的沖量越小;摩擦力做功與v的大小無關(guān)
提示:力一定的情況下,作用時間越長,沖量越大。D例題——沖量與功概念的區(qū)別如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平?jīng)_量與功的比較規(guī)律總結(jié)沖量與功的比較規(guī)律總結(jié)練習“蹦極”運動中。長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,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功,人的動能一直減少
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解析:從繩恰好伸直到人第一次降至最低點的過程中,人先做加速度減小的加速運動,后做加速度增大的減速運動,加速度等于零時,速度最大,故人的動量和動能都是先增大后減小,加速度等于零時(即繩對人的拉力等于人所受的重力時)速度最大,動量和動能最大,在最低點時人具有向上的加速度,繩對人的拉力大于人所受的重力。繩的拉力方向始終向上與運動方向相反,故繩對人的沖量方向始終向上,繩對人的拉力始終做負功。故選項A正確,選項B、C、D錯誤。A練習“蹦極”運動中。長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人例題——沖量大小的計算和比較如圖所示,一質(zhì)量m=3kg的物體靜止在光滑水平面上,受到與水平方向成60°角的力作用,F(xiàn)的大小為9N,經(jīng)2s時間,求:(取g=10N/kg)(1)物體重力沖量大?。?2)物體受到的支持力沖量大??;(3)力F的沖量大??;(4)合外力的沖量大小。提示:對物體進行受力分析,確定各力和合力的大小,然后用沖量公式進行計算。例題——沖量大小的計算和比較如圖所示,一質(zhì)量m=3kg注意:某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。例題——沖量大小的計算和比較解析:對物體受力分析如圖所示,則注意:某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。例題——例題——沖量大小的計算和比較將質(zhì)量相等的三只小球A、B、C從離地同一高度以大小相同的初速度分別上拋、下拋、平拋出去,空氣阻力不計,那么,有關(guān)三球動量和沖量的情況是(
)A.三球剛著地時的動量相同B.三球剛著地時的動量各不相同C.三球從拋出到著地時間內(nèi),受重力的沖量最大的是A球,最小的是B球D.三球從拋出到著地時間內(nèi),受重力的沖量均相同解析:由機械能守恒定律得,三球落地速度大小相同,但方向不同,A、B兩球速度方向相同,與C球速度方向不同,所以A、B兩球動量相同,與C球不同。A球從拋出到落地時間最長,B球最短,由I=mgt知,A球重力的沖量最大,B球最小,所以C對。提示:動量和沖量均是矢量,注意考慮方向。C例題——沖量大小的計算和比較將質(zhì)量相等的三只小球A、B、C例題——沖量大小的計算和比較(2018·甘肅西峰調(diào)研)如圖所示,豎直面內(nèi)有一個固定圓環(huán),MN是它在豎直方向上的直徑.兩根光滑滑軌MP、QN的端點都在圓周上,MP>QN。將兩個完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q點無初速度釋放,在它們各自沿MP、QN運動到圓周上的過程中,下列說法中正確的是(
)A.合力對兩滑塊的沖量大小相同B.重力對a滑塊的沖量較大C.彈力對a滑塊的沖量較小D.兩滑塊的動量變化大小相同解析這是“等時圓”,即兩滑塊同時到達滑軌底端.合力F=mgsinθ(θ為滑軌傾角),F(xiàn)a>Fb,因此合力對a滑塊的沖量較大,a滑塊的動量變化也大;重力的沖量大小、方向都相同;彈力FN=mgcosθ,F(xiàn)Na<FNb,因此彈力對a滑塊的沖量較小.選C.提示:等時圓中,兩滑塊同時到達滑軌底端。C例題——沖量大小的計算和比較(2018·甘肅西峰調(diào)研)如圖所例題——沖量大小的計算和比較提示:摩擦力做的功與路徑有關(guān);比較沖量大小的關(guān)鍵是先判斷出時間的大小關(guān)系。BC例題——沖量大小的計算和比較提示:摩擦力做的功與路徑有關(guān);比例題——沖量大小的計算和比較例題——沖量大小的計算和比較注意:沖量的計算公式I=Ft適用于計算某個恒力的沖量。若力為同一方向上均勻變化的力,該力的沖量可以用平均力計算,若力為一般的變力則不能直接計算沖量。規(guī)律總結(jié)某個力的沖量:應(yīng)用公式I=Ft計算。僅由該力的大小和作用時間共同決定求合沖量: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或用正交分解法求出。②兩種方法:可分別求每一個力的沖量,再求各沖量的矢量和,I合=F1Δt1+F2Δt2+F3Δt3+…;如果各力的作用時間相同,也可以先求合力,再用I合=F合Δt求解。沖量的計算注意:沖量的計算公式I=Ft適用于計算某個恒力的沖量。若例題——動量定理的理解物體受到的沖量越大,則()A.它的動量一定越大B.它的動量變化一定越快C.它的動量的變化量一定越大D.它所受到的作用力一定越大提示:物體沖量的大小影響的是物體動量變化量,與動量之間沒有必然聯(lián)系。C例題——動量定理的理解物體受到的沖量越大,則()A.規(guī)律總結(jié)不能認為合外力的沖量就是動量的變化。合外力的沖量是引起動量變化的原因,而動量變化是沖量作用的必然結(jié)果。動量定理的理解動量定理說明的是合外力的沖量與動量變化量的關(guān)系,反映了力對時間的累積效應(yīng),與物體的初、末動量以及某一時刻的動量無必然聯(lián)系。動量定理的整個式子反映了一個過程,即力的時間積累效果引起動量的變化。由Ft=p′-p,得F=動量對時間的變化率。即物體所受的合外力等于物體的規(guī)律總結(jié)不能認為合外力的沖量就是動量的變化。合外力的沖量是引試在以下物理情境中,用牛頓第二定律推導動量定理動量定理與牛頓第二定律雖然動量定理是從牛頓第二定律推導出來的,但牛頓第二定律只能說明在力的作用下動量改變的快慢,而動量定理說明的是在力的持續(xù)作用下,經(jīng)過時間的積累,物體的動量究竟改變了多少。質(zhì)量為m的物體,在合力F的作用下,經(jīng)過一段時間t,速度由v變?yōu)関’F=ma牛頓第二定律的另一種表達形式規(guī)律總結(jié)試在以下物理情境中,用牛頓第二定律推導動量定理動量定理與牛頓例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球。接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前。這樣做的目的是(
)A.減小球?qū)κ值臎_量
B.減小球?qū)κ值臎_擊力C.減小球的動量變化量
D.減小球的動能變化量提示:在這一過程中,球的動量變化是一定的。B例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象籃球運動員通常伸出雙手迎接例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象(多選)從同樣高度靜止落下的玻璃杯,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動量大,而掉在草地上的玻璃杯動量小B.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大,掉在草地上的玻璃杯動量改變小C.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快,掉在草地上的玻璃杯動量改變慢D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時,相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的沖擊力小
CD提示:在這一過程中,玻璃杯的速度均是由某一速度變?yōu)榱恪@}——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象(多選)從同樣高度靜止落下規(guī)律總結(jié)如:沖床沖壓工件時,縮短力的作用時間,產(chǎn)生很大的作用力;而在輪渡碼頭上裝有橡皮輪胎;搬運玻璃等易碎物品時,包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、塑料等,都是為了延長作用時間,減小作用力。
應(yīng)用動量定理定性解釋有關(guān)現(xiàn)象當物體的動量變化量一定時,力的作用時間t越短,力F就越大;力的作用時間t越長,力F就越小規(guī)律總結(jié)如:沖床沖壓工件時,縮短力的作用時間,產(chǎn)生很大的作用如:用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時,石裂而不傷人,就是由于鐵錘打擊石板的時間極短,鐵錘對石板的沖量很小,石板的動量幾乎不變,躺著的人才不會受傷害。規(guī)律總結(jié)應(yīng)用動量定理定性解釋有關(guān)現(xiàn)象當作用力F一定時,
如:用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時,石裂而不傷人,就是由于鐵練習從高處跳到低處,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,這樣做是為了(
)。A.減小沖量B.減小動量的變化量C.增大與地面的沖擊時間,從而減小沖力D.增大人對地面的壓強,起到安全作用C練習從高處跳到低處,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,這樣做是例題——利用動量定理求平均沖力(2015·安徽理綜)一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點,距離A點5m的位置B處是一面墻,如圖所示。物塊以v0=9m/s的初速度從A點沿AB方向運動,在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s,碰后以6m/s的速度反向運動直至靜止,g取10m/s2.(1)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ;提示:在從A運動到B的過程中,初末狀態(tài)的動能均已知,選用動能定理求解。例題——利用動量定理求平均沖力(2015·安徽理綜)一質(zhì)量為例題——利用動量定理求平均沖力解析:取向右為正方向,碰后物塊速度v′=-6m/s由動量定理得:FΔt=mv′-mv解得F=-130N其中“-”表示墻面對物塊的平均作用力方向向左.(2)若碰撞時間為0.05s,求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F;提示:碰撞前后的速度變化可知,列動量定理等式時注意規(guī)定正方向。答案:130N.例題——利用動量定理求平均沖力解析:取向右為正方向,碰后物塊例題——利用動量定理求平均沖力解析:對物塊反向運動過程,應(yīng)用動能定理得(3)求物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W.答案:9J.提示:求功首選動能定理。解得W=9J例題——利用動量定理求平均沖力解析:對物塊反向運動過程,應(yīng)用(2015·重慶理綜)高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)。此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(
)
例題——利用動量定理求平均沖力提示:安全帶達到最大伸長時,人的速度為零;在該作用力作用期間,列動量定理的等式求解,注意不要忽略重力。A(2015·重慶理綜)高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空例題——利用動量定理求平均沖力例題——利用動量定理求平均沖力④根據(jù)動量定理列方程,如有必要還需要補充其他方程,最后代入數(shù)據(jù)求解。用動量定理解題的基本思路①確定研究對象。在中學階段用動量定理討論的問題,其研究對象一般僅限于單個物體。
②對物體進行受力分析??上惹竺總€力的沖量,再求各力沖量的矢量和——合力的沖量;或先求合力,再求其沖量。③抓住過程的初、末狀態(tài),選好正方向,確定各動量和沖量的正負號。④根據(jù)動量定理列方程,如有必要還需要補充其他方程,最后代入數(shù)用動量定理解題的基本思路②列方程時一定要先選定正方向,嚴格使用矢量式。規(guī)律總結(jié)注意:①應(yīng)用動量定理解題時,一定要對物體進行受力分析,明確各個力和合力是正確應(yīng)用動量定理的前提。用動量定理解題的基本思路②列方程時一定要先選定正方向,嚴格使練習一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞后,兩車車身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s.(1)試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力。
提示:兩車碰撞的過程可認為人與車一起做勻減速運動直到靜止。
解析:兩車相撞時認為人與車一起做勻減速運動直到停止,位移為0.5m.根據(jù)動量定理Ft=Δp=mv0
練習一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞練習(2)若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s,求這時人體受到的平均沖力.練習(2)若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體的作用時(2018北京理綜)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如下,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10m,C是半徑R=20m圓弧的最低點。質(zhì)量m=60kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5m/s2,到達B點時速度vB=30m/s。取重力加速度g=10m/s2。(1)求長直助滑道AB的長度L;(2)求運動員在AB段所受合外力的沖量I的大小;(3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經(jīng)過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量提示:在AB段這一過程中,運動員合外力的沖量等于其動量的變化。答案(1)100m(2)1800N·s(3)受力圖見解析3900N(2018北京理綜)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2)根據(jù)動量定理,有I=mvB-mvA=1800N·s(3)運動員經(jīng)C點時的受力分析如圖根據(jù)動能定理,運動員在BC段運動的過程中,有根據(jù)牛頓第二定律,有例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2)根據(jù)動量定理例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018·廣東珠海調(diào)研)將質(zhì)量為0.5kg的小球以20m/s的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,g取10m/s2,以下判斷正確的是
(
)A.小球從被拋出至到達最高點受到的沖量大小為10N·sB.小球從被拋出至落回出發(fā)點動量的變化量大小為零C.小球從被拋出至落回出發(fā)點受到的沖量大小為10N·sD.小球從被拋出至落回出發(fā)點動量的變化量大小為10N·s
提示:小球到達最高點時,其速度為零;計算沖量或者動量的變化量時注意規(guī)定正方向。A例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018·廣東珠例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量質(zhì)量為1kg的物體做直線運動,其速度圖象如圖所示,則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是(
)A.10N·s10N·sB.10N·s-10N·sC.010N·sD.0-10N·s
提示:列動量定理等式時注意正方向;v-t圖象中,t軸以上表示v方向為正方向,t軸以下表示v方向為負方向。D例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量質(zhì)量為1kg例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018江蘇單科)如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運動速度的大小為v,方向向下。經(jīng)過時間t,小球的速度大小為v,方向變?yōu)橄蛏?。忽略空氣阻力,重力加速度為g,求該運動過程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。
答案:2mv+mgt.解析:取向上為正方向,由動量定理得mv-(-mv)=I提示:在該運動過程中,彈簧彈力為變力,其沖量的大小可通過動量定理求解。例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018江蘇單科例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量提示:彈簧的彈力為變力,求變力的沖量考慮用動量定理。注意AB運動時間的關(guān)系。
一根輕彈簧,下端系有質(zhì)量為m的物體A,在A的下面再掛一個質(zhì)量也是m的物體B(如圖所示),在A、B保持靜止是燒斷AB間的細繩,如果A回到原平衡位置的速率為v,而此時B的速率為u,那么在這段時間的彈力對A的沖量為(
)。A.m(v+u)B.m(v-u)C.mvD.muAAB例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量提示:彈簧的彈力為例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量練習(2018·河南邢臺質(zhì)檢)一位質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)Δt時間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v。在此過程中(
)
BD.地面對他的沖量為mv-mgΔt,地面對他做的功為零B.地面對他的沖量為mv+mgΔt,地面對他做的功為零練習(2018·河南邢臺質(zhì)檢)一位質(zhì)量為m的運動員從下蹲例題——利用動量定理求解多過程問題一高空作業(yè)的工人重為600N,系一條長為L=5m的安全帶,若工人不慎跌落時安全帶的緩沖時間t=1s(工人最終懸掛在空中),則緩沖過程中安全帶受的平均沖力是多少?(g取10m/s2,忽略空氣阻力的影響)
提示:應(yīng)用動量定理解決多過程問題的方法與動能定理類似,有分段列式和全程列式兩種思路。解析解法一分段列式法:依題意作圖,如圖所示,經(jīng)緩沖時間t=1s后速度變?yōu)?,取向下為正方向,對工人由動量定理知,工人受兩個力作用,即拉力F和重力mg,將數(shù)值代入得F=1200N.由牛頓第三定律,工人給安全帶的平均沖力F′為1200N,方向豎直向下.答案1200N,方向豎直向下.
例題——利用動量定理求解多過程問題一高空作業(yè)的工人重為60例題——利用動量定理求解多過程問題由牛頓第三定律知工人給安全帶的平均沖力F′=F=1200N,方向豎直向下.例題——利用動量定理求解多過程問題由牛頓第三定律知工人給安全質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4。有一大小為5N的水平恒力F作用于物體上,使之加速前進,經(jīng)3s后撤去F。求物體運動的總時間(g取10m/s2).
例題——利用動量定理求解多過程問題解析物體由開始運動到停止運動的全過程中,F(xiàn)的沖量為Ft1,摩擦力的沖量為Fft.選水平恒力F的方向為正方向,根據(jù)動量定理有
提示:對全過程列動量定理的時候,一定要注意力與其作用時間的對應(yīng)性。Ft1-Fft=0 ①又Ff=μmg②答案:3.75s.
質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間練習一個質(zhì)量為m=100g的小球從離厚軟墊h=0.8m高處自由下落,落到厚軟墊上,若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點經(jīng)歷了t=0.2s,則在這段時間內(nèi),軟墊對小球的沖量是多少?(g=10m/s2)負號表示軟墊對小球的沖量方向和規(guī)定的正方向相反,方向豎直向上.解析設(shè)小球自由下落h=0.8m的時間為t1,由設(shè)I為軟墊對小球的沖量,并令豎直向下的方向為正方向,則對小球整個運動過程運用動量定理得mg(t1+t)+I=0,得I=-0.6N·s.答案:0.6N·s,方向豎直向上。
練習一個質(zhì)量為m=100g的小球從離厚軟墊h=0.8例題——動量定理應(yīng)用于質(zhì)點組問題如圖所示,一質(zhì)量為M的長木板在光滑水平面上以速度v0向右運動,一質(zhì)量為m的小鐵塊在木板上以速度v0向左運動,鐵塊與木板間存在摩擦,為使木板能保持速度v0向右勻速運動,必須對木板施加一水平力,直至鐵塊與木板達到共同速度v0。設(shè)木板足夠長,求此過程中水平力的沖量大小。
解析考慮M、m組成的系統(tǒng),設(shè)M運動的方向為正方向,根據(jù)動量定理有Ft=(M+m)v0-(Mv0-mv0)=2mv0則水平力的沖量I=Ft=2mv0.提示:對于涉及多個研究對象的求沖量問題,可分別列動量定理矢量式,也可對系統(tǒng)的整體列動量定理的矢量式,這兩種處理方法是等價的。答案:2mv0.
例題——動量定理應(yīng)用于質(zhì)點組問題如圖所示,一質(zhì)量為M的長木這是因為內(nèi)力總是成對出現(xiàn)的,且大小相等?方向相反,故其內(nèi)力的總沖量必定為零。利用動量定理解決質(zhì)點組問題當研究對象為質(zhì)點系統(tǒng)時,動量定理中的動量應(yīng)是該系統(tǒng)內(nèi)所有質(zhì)點在同一時刻動量的矢量和,而沖量是該系統(tǒng)內(nèi)各個質(zhì)點在同一物理過程中所受一切外力沖量的矢量和,不包括系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點之間相互作用力(內(nèi)力)的沖量。這是因為內(nèi)力總是成對出現(xiàn)的,且大小相等?方向相反,故其內(nèi)力的練習質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用輕繩系在一起,從靜止開始以加速度a在水中下沉,經(jīng)過時間t,輕繩斷了,金屬塊和木塊分開。再經(jīng)過時間t',木塊停止下沉。問此時金屬塊的速度多大。練習質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用輕繩系在一起,動量-沖量--動量定理_課件例題——變力沖量的求法用電鉆在建筑物表面鉆孔時,鉆頭所受的阻力與深度成正比,若鉆頭勻速鉆進時,第1s內(nèi)阻力的沖量為100N·s,求5s內(nèi)阻力的沖量.
提示:鉆頭阻力與深度成正比,而題中情境,深度與時間成正比;即阻力與時間成正比??捎闷骄捣▉砬蟠俗兞Φ臎_量。例題——變力沖量的求法用電鉆在建筑物表面鉆孔時,鉆頭所受的阻例題——變力沖量的求法例題——變力沖量的求法質(zhì)點所受的力F隨時間變化的規(guī)律如圖所示,力的方向始終在一直線上。已知t=0時質(zhì)點的速度為零。在圖示的t1?t2?t3和t4各時刻中,哪一時刻質(zhì)點的動量最大
(
)A.t1
B.t2
C.t3
D.t4
例題——變力沖量的求法B解析:在0~t2時間內(nèi),力的方向與t2~t4時間內(nèi)力的方向相反,所以在這兩個半周期內(nèi),力F的沖量大小相等?方向相反,所以在一個周期的時間里,總沖量為零,動量變化為零,t4時刻質(zhì)點的動量為零,速度為零;在0~t2時間內(nèi),力F的沖量最大.根據(jù)動量定理知,在0~t2時間內(nèi)動量變化量最大,即t2時刻的動量最大,故t2時刻的速度,動能都最大,B正確。提示:根據(jù)微元法,力F在某段時間內(nèi)的沖量大小,等于圖象和這段時間所圍成的面積值.質(zhì)點所受的力F隨時間變化的規(guī)律如圖所示,力的方向始終在一直線方法技巧注意,只有力和時間的關(guān)系是較為簡單的一次函數(shù)關(guān)系,則此變力的平均值才能夠用
進行計算,進而求出變力的沖量,其他情況下的變力一般不能夠用上述辦法求變力的平均值,當然也不能夠通過力的平均值求變力的沖量。變力沖量的計算方法平均值法如果一個物體受到的力是一個變力,但是該力隨時間是均勻變化的。我們可以用求平均值的辦法求解.
則該變力的沖量為:在這種情況下求該力的平均值:方法技巧注意,只有力和時間的關(guān)系是較為簡單的一次函數(shù)關(guān)系,則方法技巧變力沖量的計算方法動量定理法圖像法借鑒運動學中利用速度時間圖象求位移的思想(微元法)注意:用圖象的方法也能夠用來求不隨時間呈線性變化的力的沖量。陰影部分就等于變力F在O至t時間內(nèi)的沖量。方法技巧變力沖量的計算方法動量定理法圖像法借鑒運動學中利用速練習(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示,則(
)。ABA.t=1s時物塊的速率為1m/s
B.t=2s時物塊的動量大小為4kg·m/s
C.t=3s時物塊的動量大小為5kg·m/s
D.t=4s時物塊的速度為零練習(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從練習練習例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題C
提示:取體積為V的水為研究對象。例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題C
提示:取體積為V例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強,小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內(nèi)杯中水位上升了45mm。查詢得知,當時雨滴豎直下落速度約為12m/s,據(jù)此估算該壓強約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/m3)(
)A.0.15Pa
C.1.5Pa
D.5.4PaB.0.54PaA例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題為估算池中睡蓮葉面承受例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題解析設(shè)雨滴受到支持面的平均作用力為F.設(shè)在Δt時間內(nèi)有質(zhì)量為Δm的雨水的速度由v=12m/s從減為零.以向上為正方向,對這部分雨水應(yīng)用動量定理:FΔt=0-(-Δmv)=Δmv,得到F=設(shè)水杯橫截面積為S,例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題解析設(shè)雨滴受到支持面例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題(2016·全國卷Ⅰ)某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計算方便起見,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱悖谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g.求:(1)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;提示:取任意時間Δt內(nèi)的柱體水柱為研究對象。解析在剛噴出一段很短的Δt時間內(nèi),可認為噴出的水柱保持速度v0不變.該時間內(nèi),噴出水柱高度Δl=v0Δt ①噴出水柱質(zhì)量Δm=ρΔV ②其中ΔV為水柱體積,滿足ΔV=ΔlS ③由①②③可得:噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為ρv0S答案:ρv0S.
例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題(2016·全國卷Ⅰ)例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題(2)玩具在空中懸停時,其底面相對于噴口的高度。
提示:水被噴出后的運動可簡化為豎直上拋運動。注意在應(yīng)用動量定理時,研究對象的選取。例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題(2)玩具在空中懸停時例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題解析設(shè)玩具底板相對于噴口的高度為h由玩具受力平衡得F沖=Mg ④其中,F(xiàn)沖為水柱對玩具底板的作用力 ⑤其中,F(xiàn)壓為玩具底板對水柱的作用力,設(shè)v′為水柱到達玩具底面時的速度由運動學公式:v′2-v02=-2gh ⑥在很短Δt時間內(nèi),沖擊玩具的水柱的質(zhì)量為ΔmΔm=ρv0SΔt ⑦由題意可知,在豎直方向上,對該部分水柱應(yīng)用動量定理(F壓+Δmg)Δt=Δmv′ ⑧由于Δt很小,Δmg也很小,可以忽略,⑧式變?yōu)镕壓Δt=Δmv′ ⑨例題——利用動量定理解決流體沖擊力問題解析設(shè)玩具底板相對于方法總結(jié)利用動量定理解決流體沖擊力問題研究對象常常需要選取流體為研究對象,如水、空氣等.在任意時間△t內(nèi)從流管中取出一個在流動方向上的截面1和2圍起來的柱體體積△V,此質(zhì)量為△m的柱形流體即為研究對象。研究方法——微元研究在此柱體內(nèi)截取一微小流束△l,則在△t時間內(nèi)質(zhì)量為△m的柱形流體的動量變化為△p,即方法總結(jié)利用動量定理解決流體沖擊力問題研究對象常常需要選取流⑤應(yīng)用動量定理FΔt=Δp方法總結(jié)利用動量定理解決流體沖擊力問題基本思路①在極短時間Δt內(nèi),取一小柱體作為研究對象.
②求小柱體的體積ΔV=vSΔt③求小柱體質(zhì)量Δm=ρΔV=ρvSΔt④求小柱體的動量變化Δp=vΔm=ρv2SΔt⑤應(yīng)用動量定理FΔt=Δp方法總結(jié)利用動量定理解決流體沖擊力練習練習解析設(shè)垃圾桶可停留的最大高度為h,并設(shè)水柱到達h高處的速度為vt,則vt2-v02=-2gh得vt2=v02-2gh由動量定理得,在極短時間Δt內(nèi),水受到的沖量為據(jù)題意有F=Mg練習解析設(shè)垃圾桶可停留的最大高度為h,并設(shè)水柱到達h高處的速度動量-沖量--動量定理_課件課堂總結(jié)動量沖量動量
沖量定義式:__________
動量變化量的計算:需選定一個_________,將矢量運算簡化為代數(shù)運算。瞬時性:動量是描述物體_______________的物理量,是針對__________________而言的。運動狀態(tài)
正方向某一時刻或位置p=mv定義式:_________
性質(zhì)②矢量性:對于方向恒定的力來說,沖量的方向與_____的方向一致;對于作用時間內(nèi)方向變化的力來說,沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體________________的方向一致。①時間性:沖量是力在________上的積累。時間
動量改變量I=Ft力大小的計算恒力的沖量:________
變力的沖量平均值法
動量定理法圖象法僅適用力隨時間均勻變化I=Ft課堂總結(jié)動量沖量動量
沖量定義式:__________
課堂總結(jié)應(yīng)用動量定理表達式:_________________或_____________理解③動量定理表達式是矢量式,等號包含了_________________________兩方面的含義。①____________是原因,物體的____________是結(jié)果。②動量定理中的沖量是______的沖量。解釋生活中的現(xiàn)象
應(yīng)用于質(zhì)點組問題應(yīng)用于多過程問題求解力的沖量或動量變化量求解平均沖力關(guān)鍵是判斷過程中是力一定,還是動量的變化量一定
大小相等、方向相同mv2-mv1=Ftp′-p=I外力的沖量動量變化量合力課堂總結(jié)應(yīng)用動量定理表達式:________________精品課件高中物理一輪復習動量守恒人教版
動量沖量動量定理特級教師優(yōu)秀課件精選精品高中物理一輪復習動量守恒人教版動量沖量動量定理特級86思維導圖思維導圖高考考綱高考考綱復習目標理解動量的概念、會計算物體的動量及動量的變化。
掌握動量定理的內(nèi)容及表達式,并能利用動量定理分析,解決相關(guān)的問題。理解沖量的概念,會計算某一個力的沖量和合力的沖量。復習目標理解動量的概念、會計算物體的動量及動量的變化。
掌握動量-沖量--動量定理_課件知識梳理1.動量
(4)方向:動量的方向與________的方向相同。(3)單位:___________,符號________。(2)表達式:p=______。(1)定義:物體的_______與_______的乘積。質(zhì)量
速度千克·米/秒mv速度kg·m/s知識梳理1.動量
(4)方向:動量的方向與________知識梳理(4)性質(zhì):
1.動量
③相對性:動量的大小與___________選取有關(guān),通常情況是指相對地面的動量。②瞬時性:動量是描述物體_______________的物理量,是針對_________________而言的。①矢量性:動量是矢量,其方向與物體________的方向相同。其運算遵守____________定則;動量相等必須是動量的大小相等,方向相同。速度
參考系的某一時刻或位置運動狀態(tài)平行四邊形知識梳理(4)性質(zhì):
1.動量
③相對性:動量的大小與___知識梳理2.動量的變化量
(3)性質(zhì):因為動量是矢量,動量的變化量Δp也是_______,其方向與速度的改變量Δv的方向______。
(2)公式:____________________。(1)定義:指物體的末動量p2
與物體的初動量p1之差,也稱為動量的增量。相同矢量知識梳理2.動量的變化量
(3)性質(zhì):因為動量是矢量,動量的知識梳理2.動量的變化量
(4)動量變化量的計算①在同一條直線上選定一個正方向,動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示______,從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算(此時的正、負號僅代表,不代表大小)。②不在同一條直線上由于動量是矢量,所以求動量的改變量△p時,應(yīng)注意方向且遵循_______________。方向
平行四邊形定則知識梳理2.動量的變化量
(4)動量變化量的計算①在同一條直例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤
⑩物體的加速度不變,其動量一定不變(
)⑨動量相同的物體速度小的慣性大(
)⑧物體的動量越大,其慣性也越大(
)⑦動量相同的物體運動方向一定相同(
)⑥豎直上拋的物體經(jīng)過空中同一點的動量不相同(
)⑤運動物體在任一時刻的動量方向一定是該時刻的速度方向(
)④只要物體的運動速度大小不變,物體的動量就保持不變(
)③同一物體的動量越大,其速度一定越大(
)②動量大的物體,它的速度一定也大(
)①速度大的物體,它的動量一定也大(
)例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤
⑩物體的加速度不變例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤?動能相等,則質(zhì)量大的動量大(
)?動能相等,則動量大小也相等(
)?動量大小相等,則質(zhì)量大的動能小(
)?動量大小相等,則動能也相等(
)例題——動量概念的理解判斷下列說法的正誤?動能相等,則質(zhì)量規(guī)律總結(jié)動量與動能的比較p=規(guī)律總結(jié)動量與動能的比較p=練習(2018課標Ⅰ)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段,列車的動能?()A.與它所經(jīng)歷的時間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動量成正比B練習(2018課標Ⅰ)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為物體的動量變化量的大小為5kg·m/s,則(
)A.物體的動量在減小B.物體的動量在增大C.物體的動量大小也可能不變D.物體的動量大小一定變化例題——動量變化量的理解和計算提示:考慮在同一直線上和不在同一直線上這兩種情況。C物體的動量變化量的大小為5kg·m/s,則(
例題——動量變化量的理解和計算提示:動量是矢量,計算動量的變化量時注意先規(guī)定正方向。A例題——動量變化量的理解和計算提示:動量是矢量,計算動量的變例題——動量變化量的理解和計算提示:動量的變化量是矢量,解題時需要注意動量的方向,正方向的選取以求解方便為原則。羽毛球是速度最快的球類運動之一,運動員扣殺羽毛球的速度曾達到342km/h.假設(shè)羽毛球飛來的速度為90km/h,運動員將球以342km/h的速度反向擊回.設(shè)羽毛球的質(zhì)量為5g,試求擊球過程中羽毛球的動量變化.例題——動量變化量的理解和計算提示:動量的變化量是矢量,解題知識梳理1.沖量
(4)方向:沖量是______,其方向____________________。(3)單位:__________,符號_____。(2)公式:_________。(1)定義:____與________________的乘積叫做力的沖量。矢量牛頓·秒N·sI=Ft力與力的方向相同
力的作用時間知識梳理1.沖量
(4)方向:沖量是______,其方向(5)性質(zhì):
知識梳理1.沖量
③絕對性:只要有力的作用就存在沖量,恒定作用力的沖量不會為零,合力的沖量可能為零,變力的沖量也可能為零。②矢量性:對于方向恒定的力來說,沖量的方向與力的方向一致;對于作用時間內(nèi)方向變化的力來說,沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量改變量的方向一致。①時間性:沖量是力在時間上的積累。有力且有作用時間就有沖量,與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。討論沖量一定要明確是哪個力在哪段時間上的沖量,即沖量是過程量。(5)性質(zhì):
知識梳理1.沖量
③絕對性:只要有力的作用就2.動量定理
知識梳理①動量定理反映了力的沖量與____________之間的因果關(guān)系,即外力的沖量是原因,物體的____________是結(jié)果。(3)動量定理的理解(2)公式:_________________或_______________。(1)內(nèi)容:物體在一個運動過程始末的________________等于它在這個過程中所受______的沖量。動量變化量動量變化量合力mv2-mv1=Ftp′-p=I動量變化量2.動量定理
知識梳理①動量定理反映了力的沖量與_____
②動量定理中的沖量是______的沖量,而不是某一個力的沖量,它可以是合力的沖量,可以是各力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的矢量和。
2.動量定理
知識梳理(3)動量定理的理解④動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運動,對于微觀現(xiàn)象和高速運動仍然適用。③動量定理表達式是矢量式,等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。合力
②動量定理中的沖量是______的沖量,而不是某一個力例題——沖量與功概念的區(qū)別放在水平面上質(zhì)量為m的物體,用一水平力F推它,作用時間t但物體始終沒有移動,則這段時間內(nèi)F對物體的沖量為()A.0 B.FtC.mgt
D.無法判斷提示:有力,有作用時間,該力就有沖量。
解析:對于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分,當有力作用在物體上時,經(jīng)過一段時間的累積,該力就對物體有沖量。不管物體是否運動,按照沖量的定義,物體受的沖量大小和方向只與F有關(guān),大小等于Ft,方向與F相同,因此B項正確。B例題——沖量與功概念的區(qū)別放在水平面上質(zhì)量為m的物體,用物體在恒定的合力作用下做直線運動,在時間t1
內(nèi)動能由零增大到E1,在時間t2
內(nèi)動能由E1
增加到2E1,設(shè)合力在時間t1
內(nèi)做的功為W1,沖量為I1,在時間t2
內(nèi)做的功是W2,沖量為I2,則
(
)A.I1<I2,W1=W2
C.I1>I2,W1<W2
例題——沖量與功概念的區(qū)別BD.I1=I2,W1<W2B.I1>I2,W1=W2物體在恒定的合力作用下做直線運動,在時間t1
內(nèi)動能由零增例題——沖量與功概念的區(qū)別如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平外力F作用下以速度v沿水平面勻速運動,當物體運動到A點時撤去外力F,物體由A點繼續(xù)
向前滑行的過程中經(jīng)過B點,則物體由A點到B點的過程中,下列說法正確的是(
)A.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功與v的大小無關(guān)C.v越大,摩擦力對物體的沖量越小;摩擦力做功越少D.v越大,摩擦力對物體的沖量越??;摩擦力做功與v的大小無關(guān)
提示:力一定的情況下,作用時間越長,沖量越大。D例題——沖量與功概念的區(qū)別如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平?jīng)_量與功的比較規(guī)律總結(jié)沖量與功的比較規(guī)律總結(jié)練習“蹦極”運動中。長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,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功,人的動能一直減少
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解析:從繩恰好伸直到人第一次降至最低點的過程中,人先做加速度減小的加速運動,后做加速度增大的減速運動,加速度等于零時,速度最大,故人的動量和動能都是先增大后減小,加速度等于零時(即繩對人的拉力等于人所受的重力時)速度最大,動量和動能最大,在最低點時人具有向上的加速度,繩對人的拉力大于人所受的重力。繩的拉力方向始終向上與運動方向相反,故繩對人的沖量方向始終向上,繩對人的拉力始終做負功。故選項A正確,選項B、C、D錯誤。A練習“蹦極”運動中。長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人例題——沖量大小的計算和比較如圖所示,一質(zhì)量m=3kg的物體靜止在光滑水平面上,受到與水平方向成60°角的力作用,F(xiàn)的大小為9N,經(jīng)2s時間,求:(取g=10N/kg)(1)物體重力沖量大小;(2)物體受到的支持力沖量大??;(3)力F的沖量大??;(4)合外力的沖量大小。提示:對物體進行受力分析,確定各力和合力的大小,然后用沖量公式進行計算。例題——沖量大小的計算和比較如圖所示,一質(zhì)量m=3kg注意:某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。例題——沖量大小的計算和比較解析:對物體受力分析如圖所示,則注意:某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。例題——例題——沖量大小的計算和比較將質(zhì)量相等的三只小球A、B、C從離地同一高度以大小相同的初速度分別上拋、下拋、平拋出去,空氣阻力不計,那么,有關(guān)三球動量和沖量的情況是(
)A.三球剛著地時的動量相同B.三球剛著地時的動量各不相同C.三球從拋出到著地時間內(nèi),受重力的沖量最大的是A球,最小的是B球D.三球從拋出到著地時間內(nèi),受重力的沖量均相同解析:由機械能守恒定律得,三球落地速度大小相同,但方向不同,A、B兩球速度方向相同,與C球速度方向不同,所以A、B兩球動量相同,與C球不同。A球從拋出到落地時間最長,B球最短,由I=mgt知,A球重力的沖量最大,B球最小,所以C對。提示:動量和沖量均是矢量,注意考慮方向。C例題——沖量大小的計算和比較將質(zhì)量相等的三只小球A、B、C例題——沖量大小的計算和比較(2018·甘肅西峰調(diào)研)如圖所示,豎直面內(nèi)有一個固定圓環(huán),MN是它在豎直方向上的直徑.兩根光滑滑軌MP、QN的端點都在圓周上,MP>QN。將兩個完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q點無初速度釋放,在它們各自沿MP、QN運動到圓周上的過程中,下列說法中正確的是(
)A.合力對兩滑塊的沖量大小相同B.重力對a滑塊的沖量較大C.彈力對a滑塊的沖量較小D.兩滑塊的動量變化大小相同解析這是“等時圓”,即兩滑塊同時到達滑軌底端.合力F=mgsinθ(θ為滑軌傾角),F(xiàn)a>Fb,因此合力對a滑塊的沖量較大,a滑塊的動量變化也大;重力的沖量大小、方向都相同;彈力FN=mgcosθ,F(xiàn)Na<FNb,因此彈力對a滑塊的沖量較小.選C.提示:等時圓中,兩滑塊同時到達滑軌底端。C例題——沖量大小的計算和比較(2018·甘肅西峰調(diào)研)如圖所例題——沖量大小的計算和比較提示:摩擦力做的功與路徑有關(guān);比較沖量大小的關(guān)鍵是先判斷出時間的大小關(guān)系。BC例題——沖量大小的計算和比較提示:摩擦力做的功與路徑有關(guān);比例題——沖量大小的計算和比較例題——沖量大小的計算和比較注意:沖量的計算公式I=Ft適用于計算某個恒力的沖量。若力為同一方向上均勻變化的力,該力的沖量可以用平均力計算,若力為一般的變力則不能直接計算沖量。規(guī)律總結(jié)某個力的沖量:應(yīng)用公式I=Ft計算。僅由該力的大小和作用時間共同決定求合沖量: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或用正交分解法求出。②兩種方法:可分別求每一個力的沖量,再求各沖量的矢量和,I合=F1Δt1+F2Δt2+F3Δt3+…;如果各力的作用時間相同,也可以先求合力,再用I合=F合Δt求解。沖量的計算注意:沖量的計算公式I=Ft適用于計算某個恒力的沖量。若例題——動量定理的理解物體受到的沖量越大,則()A.它的動量一定越大B.它的動量變化一定越快C.它的動量的變化量一定越大D.它所受到的作用力一定越大提示:物體沖量的大小影響的是物體動量變化量,與動量之間沒有必然聯(lián)系。C例題——動量定理的理解物體受到的沖量越大,則()A.規(guī)律總結(jié)不能認為合外力的沖量就是動量的變化。合外力的沖量是引起動量變化的原因,而動量變化是沖量作用的必然結(jié)果。動量定理的理解動量定理說明的是合外力的沖量與動量變化量的關(guān)系,反映了力對時間的累積效應(yīng),與物體的初、末動量以及某一時刻的動量無必然聯(lián)系。動量定理的整個式子反映了一個過程,即力的時間積累效果引起動量的變化。由Ft=p′-p,得F=動量對時間的變化率。即物體所受的合外力等于物體的規(guī)律總結(jié)不能認為合外力的沖量就是動量的變化。合外力的沖量是引試在以下物理情境中,用牛頓第二定律推導動量定理動量定理與牛頓第二定律雖然動量定理是從牛頓第二定律推導出來的,但牛頓第二定律只能說明在力的作用下動量改變的快慢,而動量定理說明的是在力的持續(xù)作用下,經(jīng)過時間的積累,物體的動量究竟改變了多少。質(zhì)量為m的物體,在合力F的作用下,經(jīng)過一段時間t,速度由v變?yōu)関’F=ma牛頓第二定律的另一種表達形式規(guī)律總結(jié)試在以下物理情境中,用牛頓第二定律推導動量定理動量定理與牛頓例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球。接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前。這樣做的目的是(
)A.減小球?qū)κ值臎_量
B.減小球?qū)κ值臎_擊力C.減小球的動量變化量
D.減小球的動能變化量提示:在這一過程中,球的動量變化是一定的。B例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象籃球運動員通常伸出雙手迎接例題——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象(多選)從同樣高度靜止落下的玻璃杯,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動量大,而掉在草地上的玻璃杯動量小B.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大,掉在草地上的玻璃杯動量改變小C.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快,掉在草地上的玻璃杯動量改變慢D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時,相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的沖擊力小
CD提示:在這一過程中,玻璃杯的速度均是由某一速度變?yōu)榱恪@}——用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象(多選)從同樣高度靜止落下規(guī)律總結(jié)如:沖床沖壓工件時,縮短力的作用時間,產(chǎn)生很大的作用力;而在輪渡碼頭上裝有橡皮輪胎;搬運玻璃等易碎物品時,包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、塑料等,都是為了延長作用時間,減小作用力。
應(yīng)用動量定理定性解釋有關(guān)現(xiàn)象當物體的動量變化量一定時,力的作用時間t越短,力F就越大;力的作用時間t越長,力F就越小規(guī)律總結(jié)如:沖床沖壓工件時,縮短力的作用時間,產(chǎn)生很大的作用如:用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時,石裂而不傷人,就是由于鐵錘打擊石板的時間極短,鐵錘對石板的沖量很小,石板的動量幾乎不變,躺著的人才不會受傷害。規(guī)律總結(jié)應(yīng)用動量定理定性解釋有關(guān)現(xiàn)象當作用力F一定時,
如:用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時,石裂而不傷人,就是由于鐵練習從高處跳到低處,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,這樣做是為了(
)。A.減小沖量B.減小動量的變化量C.增大與地面的沖擊時間,從而減小沖力D.增大人對地面的壓強,起到安全作用C練習從高處跳到低處,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,這樣做是例題——利用動量定理求平均沖力(2015·安徽理綜)一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點,距離A點5m的位置B處是一面墻,如圖所示。物塊以v0=9m/s的初速度從A點沿AB方向運動,在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s,碰后以6m/s的速度反向運動直至靜止,g取10m/s2.(1)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ;提示:在從A運動到B的過程中,初末狀態(tài)的動能均已知,選用動能定理求解。例題——利用動量定理求平均沖力(2015·安徽理綜)一質(zhì)量為例題——利用動量定理求平均沖力解析:取向右為正方向,碰后物塊速度v′=-6m/s由動量定理得:FΔt=mv′-mv解得F=-130N其中“-”表示墻面對物塊的平均作用力方向向左.(2)若碰撞時間為0.05s,求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F;提示:碰撞前后的速度變化可知,列動量定理等式時注意規(guī)定正方向。答案:130N.例題——利用動量定理求平均沖力解析:取向右為正方向,碰后物塊例題——利用動量定理求平均沖力解析:對物塊反向運動過程,應(yīng)用動能定理得(3)求物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W.答案:9J.提示:求功首選動能定理。解得W=9J例題——利用動量定理求平均沖力解析:對物塊反向運動過程,應(yīng)用(2015·重慶理綜)高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)。此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(
)
例題——利用動量定理求平均沖力提示:安全帶達到最大伸長時,人的速度為零;在該作用力作用期間,列動量定理的等式求解,注意不要忽略重力。A(2015·重慶理綜)高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空例題——利用動量定理求平均沖力例題——利用動量定理求平均沖力④根據(jù)動量定理列方程,如有必要還需要補充其他方程,最后代入數(shù)據(jù)求解。用動量定理解題的基本思路①確定研究對象。在中學階段用動量定理討論的問題,其研究對象一般僅限于單個物體。
②對物體進行受力分析??上惹竺總€力的沖量,再求各力沖量的矢量和——合力的沖量;或先求合力,再求其沖量。③抓住過程的初、末狀態(tài),選好正方向,確定各動量和沖量的正負號。④根據(jù)動量定理列方程,如有必要還需要補充其他方程,最后代入數(shù)用動量定理解題的基本思路②列方程時一定要先選定正方向,嚴格使用矢量式。規(guī)律總結(jié)注意:①應(yīng)用動量定理解題時,一定要對物體進行受力分析,明確各個力和合力是正確應(yīng)用動量定理的前提。用動量定理解題的基本思路②列方程時一定要先選定正方向,嚴格使練習一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞后,兩車車身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s.(1)試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力。
提示:兩車碰撞的過程可認為人與車一起做勻減速運動直到靜止。
解析:兩車相撞時認為人與車一起做勻減速運動直到停止,位移為0.5m.根據(jù)動量定理Ft=Δp=mv0
練習一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞練習(2)若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s,求這時人體受到的平均沖力.練習(2)若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體的作用時(2018北京理綜)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如下,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10m,C是半徑R=20m圓弧的最低點。質(zhì)量m=60kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5m/s2,到達B點時速度vB=30m/s。取重力加速度g=10m/s2。(1)求長直助滑道AB的長度L;(2)求運動員在AB段所受合外力的沖量I的大小;(3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經(jīng)過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量提示:在AB段這一過程中,運動員合外力的沖量等于其動量的變化。答案(1)100m(2)1800N·s(3)受力圖見解析3900N(2018北京理綜)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2)根據(jù)動量定理,有I=mvB-mvA=1800N·s(3)運動員經(jīng)C點時的受力分析如圖根據(jù)動能定理,運動員在BC段運動的過程中,有根據(jù)牛頓第二定律,有例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2)根據(jù)動量定理例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018·廣東珠海調(diào)研)將質(zhì)量為0.5kg的小球以20m/s的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,g取10m/s2,以下判斷正確的是
(
)A.小球從被拋出至到達最高點受到的沖量大小為10N·sB.小球從被拋出至落回出發(fā)點動量的變化量大小為零C.小球從被拋出至落回出發(fā)點受到的沖量大小為10N·sD.小球從被拋出至落回出發(fā)點動量的變化量大小為10N·s
提示:小球到達最高點時,其速度為零;計算沖量或者動量的變化量時注意規(guī)定正方向。A例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018·廣東珠例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量質(zhì)量為1kg的物體做直線運動,其速度圖象如圖所示,則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是(
)A.10N·s10N·sB.10N·s-10N·sC.010N·sD.0-10N·s
提示:列動量定理等式時注意正方向;v-t圖象中,t軸以上表示v方向為正方向,t軸以下表示v方向為負方向。D例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量質(zhì)量為1kg例題——利用動量定理求力的沖量或動量變化量(2018江蘇單科)如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運動速度的大小為v,方向向下。經(jīng)過時間t,小球的速度大小為v,方向變?yōu)橄蛏?。忽略空氣阻力,重力加速度為g,求該運動過程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。
答案:2mv+mgt.解析:取向上為正方向,由動量定理得mv-(-mv)=I提示:在該運動過程中,彈簧彈力為變力,其沖量的大小可通過動量定理求解。例題——利用動量定理求力的沖量或動
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