高一物理动量课外辅导讲义
《动量》 讲义
《动量》讲义一、什么是动量在物理学中,动量是一个非常重要的概念。
简单来说,动量就是物体运动的“量度”。
想象一下,一辆快速行驶的大卡车和一辆缓慢行驶的小汽车,如果它们要停下来,哪一个更难?很明显是大卡车。
这是因为大卡车具有更大的动量。
动量的定义是:物体的质量乘以其速度。
用公式表示就是 p = m v ,其中 p 表示动量,m 是物体的质量,v 是物体的速度。
这个公式告诉我们,质量越大、速度越快的物体,其动量就越大。
举个例子,一个重 100 千克、速度为 10 米每秒的物体,它的动量就是 1000 千克·米每秒。
而一个重 50 千克、速度为 20 米每秒的物体,动量则是 1000 千克·米每秒。
虽然它们质量和速度各不相同,但动量是相同的。
二、动量的特性1、矢量性动量是一个矢量,这意味着它不仅有大小,还有方向。
速度的方向就是动量的方向。
比如说,一个物体向左以 5 米每秒的速度运动,它的动量方向就是向左。
如果它改变运动方向向右运动,那么动量的方向也会随之改变为向右。
2、相对性动量的大小和方向会因所选择的参考系不同而有所不同。
假设在一辆匀速行驶的火车上,有一个人在车厢内向前走。
对于火车上的观察者来说,这个人的动量是某个值。
但对于站在地面上的观察者来说,由于火车本身也在运动,这个人的动量就会是另一个值。
三、动量守恒定律动量守恒定律是物理学中一个极其重要的定律。
它表述为:在一个不受外力或者所受合外力为零的系统中,系统的总动量保持不变。
为什么会有这样的定律呢?我们可以通过一些简单的例子来理解。
比如,在光滑水平面上,有两个质量相等、速度大小相等、方向相反的小球发生碰撞。
碰撞前,系统的总动量为零。
碰撞后,两个小球的速度会发生变化,但它们的总动量仍然为零。
再比如,火箭发射时,火箭向下喷射高速气体,火箭本身则向上运动。
喷射气体的动量和火箭的动量之和在整个过程中始终保持不变。
动量守恒定律在很多领域都有广泛的应用。
《动量》 讲义
《动量》讲义在物理学的广袤天地中,动量是一个极为重要的概念。
它不仅在理论研究中占据关键地位,还在实际生活和众多领域有着广泛而深刻的应用。
让我们先来理解一下什么是动量。
动量可以简单地理解为物体运动的“冲量”。
具体来说,动量等于物体的质量乘以其速度。
用公式表示就是:p = mv ,其中 p 代表动量,m 是物体的质量,v 是物体的速度。
为什么动量这个概念如此重要呢?想象一下,一辆重型卡车和一辆小型汽车都以相同的速度行驶,如果要让它们停下来,显然让重型卡车停下来要困难得多。
这是因为重型卡车的质量大,其动量也就大。
动量具有一些独特的性质。
首先,动量是矢量。
这意味着它不仅有大小,还有方向。
速度的方向决定了动量的方向。
其次,在一个孤立系统中(也就是不受外力作用的系统),总动量是守恒的。
这是一个非常强大且有用的规律。
举个例子,假设在一个光滑的水平面上,有两个质量不同的小球,它们相向运动并发生碰撞。
在碰撞前后,整个系统没有受到外力的作用,那么两个小球组成的系统的总动量是保持不变的。
也就是说,碰撞前两个小球的动量之和等于碰撞后它们的动量之和。
在日常生活中,动量的概念也无处不在。
比如,运动员在跳远时,往往会先助跑一段距离。
助跑的目的就是增加自身的动量,从而在起跳时能够跳得更远。
再比如,当一艘船在水中航行时,如果要迅速停下来,就需要反向施加很大的力,这也是因为船具有较大的动量。
在体育运动中,动量的原理也有很多应用。
比如,在拳击比赛中,拳击手出拳的力量不仅仅取决于肌肉的力量,还与出拳的速度和自身的质量有关。
快速而有力的出拳可以产生更大的动量,给对手造成更大的冲击。
在工业生产中,动量的知识也发挥着重要作用。
例如,在机械制造中,了解动量的原理可以帮助设计更高效、更安全的设备。
在碰撞测试中,通过分析车辆在碰撞过程中的动量变化,可以评估车辆的安全性。
进一步深入研究动量,我们会发现它与能量之间存在着密切的关系。
动能是与物体的运动速度相关的能量,而动量则与速度和质量都有关。
动量专题讲义
07动量定理与动量守恒动量(1)定义:运动物体的质量和的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示。
(2)表达式:p=。
(3)单位:kg·m/s。
(4)标矢性:动量是矢量,其方向和方向相同。
(5)动量、动能、动量变化量的比较冲量(1)定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:(2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是,它与时间相对应。
(3)冲量是,它的方向由力的方向决定(不是力的方向,除非是恒力)。
(4)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。
(5)要注意的是:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但有冲量。
动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
既(2)动量定理表明是使物体发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
(3)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。
(4)现代物理学把定义为物体动量的变化率:(牛顿第二定律的动量形式)。
(5)动量定理的表达式是。
在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正。
理解:(1)动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系统. 当研究对象为系统时,系统总动量的增量等于相应时间内系统所受的合外力的冲量,在分析受力时,只需分析系统所受的外力,不需考虑系统的内力。
(2)动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力.当合外力为变力时,F应该是合外力对作用时间的平均值。
(3)动量定理公式中的Ft是合外力的冲量,也可以是外力冲量的矢量和,是使研究对象动'-是研究对象动量的增量,是它受外力冲量后导致的必然结果。
量发生变化的原因.而mv mv(4)在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边形定则.由于一般只要求一维的情况,所以在写动量定理表达式时,对于已知量,凡是与正方向同向者取正值,与正方向反向者取负值;对未知量,一般先假设正方向,若计算结果为正,说明实际方向与正方向一致,若计算结果为负,说明实际方向与正方向相反。
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第八章动量讲义一第一单元冲量和动量动量定理一、规律技巧例题:(一)动量、冲量1、动量(1)定义:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。
P=mv,动量的单位:kg·m/s.(2)物体的动量表征物体的运动状态,其中的速度为瞬时速度,通常以地面为参考系。
(3)动量是矢量,其方向与速度v的方向相同,两个物体的动量相同必须是大小相等、方向相同。
(4)注意动量与动能的区别和联系:动量、动能和速度都是描述物体运动的状态量;动量是矢量,动能是标量;动量和动能的大小关系是:p2=2mE k。
例1:有关物体的动量,下列说法正确的是( )A.某一物体的动量改变,一定是速度大小改变B.某一物体的动量改变,一定是速度方向改变C.某一物体的运动速度改变,其动量一定改变D.物体的运动状态改变,其动量一定改变练1:物体做变速运动,则( )A.物体的动量一定改变B.物体的速度大小一定改变C.物体所受合外力一定改变D.一定有合外力,且一定是恒力2、动量的变化量(1)Δp=p2-p1。
(2)动量的变化量是矢量,其方向与速度变化的方向相同,与合外力冲量的方向相同,跟动量的方向无关。
(3)求动量变化量的方法:①Δp=p2-p1=mv2-mv1 ;②Δp=Ft例2:使质量为2kg的物体做竖直上抛运动,4s后回到出发点,不计空气阻力,在此过程中物体动量的变化和所受的冲量分别是( )A.80kg·m/s,方向竖直向下;80N·s方向竖直向上B.80kg·m/s,方向竖直向上;80N·s,方向竖直向下C.80kg·m/s和80N·s.方向均竖直向下D.40kg·m/s和40N·s,方向均竖直向下例3:质量0.1kg的球,以6m/s速度水平向右运动,碰到坚硬的障碍物后被弹回,沿同一直线以6m/s速度水平向左运动,撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?练2:质量为1kg的物体,其速率由3m/s变到4m/s,它的动量改变量的大小不可能...是( ) A.1kg·m/s B.5kg·m/s C.7kg·m/s D.9kg·m/s练3:某物体在运动过程中,下列说法中正确的是( )A.在任何相等时间内.它受到的冲量都相同,则物体一定做匀变速运动B.如果物体的动量大小保持不变,则物体一定做匀速运动C.只要物体的加速度不变,物体的动量就不变D.只要物体的速度不变,物体的动量就不变练4:质量为3kg的物体从5m高处自由下落到水泥地面后被反弹到3.2m高处,则在这一整个过程中物体动量变化的大小为_______kg·m/s,物体与水泥地面作用过程中动量变化的大小为_______kg·m/s.3、冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积,叫做该力的冲量,I=Ft,冲量的单位:N·S。
高中物理竞赛辅导讲义 动量
高中物理竞赛辅导讲义第4篇 动量【知识梳理】 一、动量p(1)定义:物体的质量m 与速度v 的乘积叫做物体的动量。
即p =mv 。
(2)意义:描述物体的运动状态。
(3)性质:①矢量性:方向与速度方向相同。
遵守平行四边形定则。
②瞬时性:是状态量,与时刻相对应。
③相对性:中学以地面为参考系。
(4)单位:kg ·m/s 。
(导出单位) 二、冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积叫冲量。
即I =Ft 。
(2)意义:力对时间的积累效果。
(3)性质:①矢量性:方向与力的方向相同。
遵守平行四边形定则。
②时间性:是过程量,与一段“时间”相对应。
③绝对性:与参考系无关。
(4)单位:Ns 。
(导出单位) 三、动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
Ft =Δp 。
(2)推导:F ma =,21v v at -=(3)注意:①Ft 是合外力的冲量或总冲量。
②等式两边都是矢量,等式反映“冲量和动量变化大小相等,方向相同”。
③适用于低速运动的宏观物体与高速运动的微观粒子。
(4)用动量表示牛顿第二定律:物体动量的变化率等于它受到的合外力。
p F t∆=∆。
四、动量守恒定律1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
这就是动量守恒定律。
2.推导:用动量定理和牛顿第三定律推导1111v m v m t F -'=∆;2222v m v m t F -'='∆;F F -=';22112211v m v m v m v m +='+'。
3.理解:(1)守恒条件:系统不受外力或所受外力的合力为零。
要区分内力和外力。
(2)守恒含义:任一时刻系统总动量相同,不只是初末状态相同。
(3)系统性:指系统的总动量守恒,不是系统内每个物体的动量守恒。
每个物体的动量可以发生很大的变化。
(4)相对性:各物体的动量,都是同一惯性参考系(一般以地面为参考系)。
高中物理新教材讲义:动量定理
2动量定理[学习目标] 1.理解冲量的概念,知道冲量是矢量,会计算某力的冲量(重点)。
2.理解动量定理的含义及其表达式,会运用动量定理解决实际问题(重难点)。
3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)。
一、动量定理的理解如图,一个质量为m 的物体在光滑的水平面上受到恒力F 的作用,做匀变速直线运动。
在初始时刻,物体的速度为v ,经过一段时间Δt ,它的速度为v ′。
试推导F 、Δt 与Δp 的关系。
答案加速度a =v ′-v Δt根据牛顿第二定律F =ma ,则有F =mv ′-v Δt =m v ′-m v Δt =p ′-p Δt ,即F Δt =p ′-p1.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积。
(2)定义式:I =F Δt 。
(3)物理意义:冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大。
(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛秒,符号为N·s 。
(5)矢量性:冲量是矢(填“矢”或“标”)量。
如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同。
2.动量定理(1)内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
(2)表达式:I =p ′-p 或F (t ′-t )=m v ′-m v 。
1.对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
(2)动量定理的表达式F Δt =m v ′-m v 是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向。
(3)公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是变化的力,则F应理解为合外力在作用时间内的平均值。
(4)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对微观粒子的高速运动同样适用。
2.动量定理、动能定理的区别(1)动量定理指出力在时间上的积累改变了物体的动量,动能定理指出力在空间上的积累改变了物体的动能。
(2)动量定理是矢量式,动能定理是标量式。
(1)作用在物体上的力很大,物体所受的冲量一定也很大。
人教版高中物理选择性必修第1册精品讲义 1.2动量定理(教师版)
1.2动量定理课程标准课标解读1. 通过日常生活现象和理论推导,理解冲量的定义及动量定理的确切含义。
2. 通过分析生活中的缓冲现象,掌握动量定理的应用。
3. 通过对比的方法,理解并掌握冲量和功、动量定理和动能定理的区别。
1. 知道冲量的概念,知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义,掌握其表达式 2. 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象.知识点01 冲量1.定义:力与力的作用时间的乘积.公式:I =Ft .单位:牛顿·秒,符知识精讲目标导航号:N·s.2.矢量性:方向与力的方向相同.【即学即练1】沿同一直线,甲、乙两物体分别在力F1、F2作用下做直线运动,甲在t1时间内,乙在t2时间内动量p随时间t变化的p-t图象如图2所示,设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1,乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2,则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是( )A.F1>F2,I1=I2B.F1<F2,I1<I2C.F1>F2,I1>I2D.F1=F2,I1=I2【答案】A【解析】由F=知F1>F2,由Ft=Δp知I1=I2,选项A正确【即学即练2】如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中( )A.重力的冲量相同B.弹力的冲量相同C.合力的冲量相同D.合力的冲量大小相同【答案】D【解析】重力的冲量I G=mg·t,物体下滑时间不同,故I G不同,A错;弹力与斜面垂直,两物块所受弹力方向不同,故弹力的冲量不同,B错;两物块所受合力的方向平行斜面,故合力的冲量方向也与斜面平行,故合力的冲量不同,C错;由机械能守恒定律可知,物体到达底端时速率相等,由I=mv知,合力冲量大小相等,故D对.知识点02 动量定理1.动量定理(1)内容:物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)公式:mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I.2.动量定理的应用碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间.要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设法延长其作用时间.【即学即练3】在一条直线上运动的物体,其初动量为8 kg·m/s,它在第一秒内受到的冲量为-3 N·s,第二秒内受到的冲量为5 N·s,它在第二秒末的动量为( )A. 10 kg·m/sB. 11 kg·m/sC. 13 kg·m/sD. 16 kg·m/s【答案】A【解析】根据动量定理得:p-mv0=I1+I2,则p=I1+I2+mv0=(-3+5+8) kg·m/s=10 kg·m/s,故选A.【即学即练4】如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )A.仍在P点B.在P点左侧C.在P点右侧不远处D.在P点右侧原水平位移的两倍处【答案】A【解析】以2v速度抽出纸条时,纸条对铁块作用时间变短,而纸条对铁块的作用力相同,所以与以速度v抽出相比,纸条对铁块的冲量I减小,平抛的速度减小,水平射程减小,故落在P点的左侧.能力拓展考法01对冲量的理解和计算1.冲量的理解(1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同.2.冲量的计算(1)求某个恒力的冲量:用该力和力的作用时间的乘积.(2)求合冲量的两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解.(3)求变力的冲量:①若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量.②若给出了力随时间变化的图象如图所示,可用面积法求变力的冲量.③利用动量定理求解.【典例1】(多选题)质量为m的物体沿直线运动,只受到力F(F≠0)的作用,物体的位移x、速度v、加速度a和受到冲量I随时间变化的图象如下图所示,其中可能的是( )A.B.C.D.【答案】BCD【解析】物体沿直线运动,且只受一个力的作用,所以会做匀变速直线运动,A图表示匀速直线运动,B图中斜率表示加速度,则可判断加速度恒定,C图加速度不变,D图根据I=Ft,可知斜率表示合外力,也恒定,故B、C、D都正确.考法02 对动量定理的理解和应用1.动量定理的理解(1)动量定理的表达式mv′-mv=F·Δt是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义.(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.(3)公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是变力,则F应是合外力在作用时间内的平均值.2.动量定理的应用(1)定性分析有关现象:①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.(2)应用动量定理定量计算的一般步骤:①选定研究对象,明确运动过程.②进行受力分析和运动的初、末状态分析.③选定正方向,根据动量定理列方程求解.【典例2】如图所示,质量为m的物体,在水平外力F作用下,以速度v 沿水平面匀速运动,当物体运动到A点时撤去外力F,物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点,则物体由A点到B点的过程中,下列说法正确的是( )A.v越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功与v的大小无关C.v越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功越少D.v越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功与v的大小无关【答案】D【解析】由题意可知A、B两点间距离一定,摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间,物体从A滑到B的过程中平均速度越大,所用时间越短,摩擦力对物体的冲量越小,A、B错误;摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移,由于A、B间的距离一定,摩擦力做功与物体速度无关,C错误,D正确.分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.下列说法中正确的是()A.“焦耳(J)”是国际单位制中的基本单位B.“牛顿(N)”不是国际单位制中的单位C.“冲量(I)”的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg m/s⋅D.“引力常量(G)”的单位用国际单位制中的基本单位表示为22⋅N m/kg 【答案】C【解析】A.“焦耳(J)”不是国际单位制中的基本单位。
高中物理新教材讲义:动量
1动量[学习目标] 1.通过实验寻求碰撞中的不变量。
2.理解动量的概念,知道动量和动能的区别与联系(重点)。
3.知道动量和动量变化量均为矢量,会计算一维情况下的动量变化量(重难点)。
一、寻求碰撞中的不变量阅读课本,思考并回答下列问题。
(1)质量相同小球的碰撞如图甲所示,两根长度相同的细线,分别悬挂A、B两质量相同的钢球,拉起A球,放开后与静止的B球发生碰撞。
碰撞后会看到什么现象?通过此实验现象,关于碰撞中的不变量,你有什么猜想?答案A球停止运动,B球摆到A球原来的高度。
碰撞前后两球的速度之和不变。
(2)质量不同小球的碰撞如图乙所示,使C球质量大于B球质量,用手拉起C球放开后撞击静止的B球。
碰撞后会看到什么现象?根据此实验现象,关于碰撞中的不变量,你又有什么猜想?答案碰撞后B球获得较大的速度,摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。
碰撞前后,两球的速度之和并不相等,速度变化跟它们的质量有关。
(3)综合以上两个实验,猜想两个物体碰撞前后动能之和可能不变,所以质量小的球速度大;也可能猜想两个物体碰撞前后速度与质量乘积之和是不变的。
(4)用实验数据验证猜想用一辆运动的小车m1碰撞一辆静止的小车m2,碰后两辆小车粘在一起运动,实验数据如表1。
表1两辆小车的质量和碰撞前后的速度m1/kg m2/kg v/(m·s-1)v′/(m·s-1)10.5190.5190.6280.30720.5190.7180.6560.26530.7180.5190.5720.321经过3次实验得到如下的数据:表2次数E k1/J E k2/J m1v/(kg·m·s-1)(m1+m2)v′/(kg·m·s-1)10.1020.0490.3260.31920.1120.0430.3400.32830.1170.0640.4110.397通过分析实验数据,两辆小车碰撞前后动能之和不相等(填“相等”或“不相等”),质量与速度的乘积之和基本不变。
第1讲 动量和动量定理 讲义
第1讲动量和动量定理讲义第1讲动量和动量定理见学生用书P092微知识1 动量1.定义:物体的质量与速度的乘积。
2.公式:p=m v。
3.单位:千克·米/秒。
符号:kg·m/s。
4.意义:动量是描述物体运动状态的物理量,是矢量,其方向与速度的方向相同。
微知识2 动量变化1.定义:物体的末动量p′与初动量p的差。
2.定义式:Δp=p′-p。
3.矢量性:动量变化是矢量,其方向与物体的速度变化的方向相同。
微知识3 动量定理1.内容:物体在一个过程始末的动量变化等于它在这个过程中所受力的冲量。
2.表达式:p′-p=I或m v′-m v=Ft。
3.冲量:力与力的作用时间的乘积,即I=Ft。
一、思维辨析(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.动量是矢量,其方向与物体速度的方向相同。
(√)2.做匀速圆周运动的物体的动量不变。
(×)3.物体静止在水平面上是因为受到的支持力的冲量为零。
(×)4.合外力的冲量等于物体的动量变化。
(√)5.合外力的冲量等于各外力冲量的代数和。
(×)二、对点微练1.(动量的理解)(多选)下列关于动量的说法正确的是()A.质量大的物体,动量一定大B.质量和速率都相同的物体,动量一定相同C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变D.一个物体的运动状态改变,它的动量一定改变解析根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,故A项错;又因为动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同,故B项错;一个物体的速率改变,则它的动量大小就一定改变,故C项对;物体的运动状态变化,则它的速度就一定发生了变化,它的动量也就发生了变化,故D项对。
答案CD2.(冲量)(多选)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,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是() A.拉力F对物体的冲量大小为零B.拉力F对物体的冲量大小为FtC.拉力F对物体的冲量大小是Ft cosθD.合力对物体的冲量大小为零解析对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量,是某一个力的冲量、是合力的冲量、是分力的冲量还是某一方向上力的冲量。
第01讲动量-高一物理讲义(人教2019选择性必修一)
第01节 动量 课程标准课标解读 1.一维两个物体碰撞前后的速度的测量方法;2.理解动量概念及其矢量性。
1.认识一维碰撞。
2.掌握在同一条直线上运动的两个物体碰撞前、后速度的测量方法。
3.通过实验得到一维碰撞中的不变量表达式。
4.会计算一维情况下的动量及其变化量。
5.会计算非一维状态下的物体的动量变化量。
知识点01 寻求碰撞中的不变量1.实验探究的基本思路(1)碰撞中的特殊情况——一维碰撞两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动.高中阶段仅限于用一维碰撞进行研究.在一维碰撞的情况下,与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度,因此实验要测量物体的质量和速度.(2)寻找碰撞中的不变量①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们寻找的“不变量”.②必须在多种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们寻找的“不变量”.③猜想:在一维碰撞的情况下,设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前的速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为v 1′、v 2′.如果速度与规定的正方向一致,则速度取正值,否则取负值.(ⅰ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的乘积,那么就相应验证:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′.(ⅱ)碰撞中的不变量可能是质量与速度的二次方的乘积,那么就相应验证:m 1v 21+m 2v 22=m 1v 1′2+m 2v 2′2.(ⅲ)碰撞中的不变量也许是物体的速度与质量的比值,那么就相应地验证:v 1m 1+v 2m 2=v 1′m 1+v 2′m 2. 当然还有其他可能,依次进行验证.2.实验探究方案【方案1】利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞实验步骤:知识精讲目标导航(1)按下图所示安装实验装置:(2)质量的测量:用天平测量质量.(3)速度的测量:可以测量小球被拉起的角度,根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度;测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度,根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度.(4)不同碰撞情况的实现:用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失.注意:利用摆球测定的方法:根据机械能守恒定律得到摆球在最低点的速度:mgL (1-cos θ)=12mv 2,得:v =2gL (1-cos θ). 【即学即练1】(多选)某同学利用如图所示的装置探究碰撞过程中的不变量,下列说法正确的是( )A .悬挂两球的细绳长度要适当,可以不等长B .由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C .两小球必须都是钢性球,且质量相同D .两小球碰后可以黏合在一起共同运动【解析】 两绳等长,能保证两球正碰以减小实验误差,所以A 项错误;计算碰撞前速度时用到了mgh =12mv 2-0,即初速度为0,B 项正确;本实验中对小球的性能无要求,C 项错误;两球正碰后,运动情况有多种可能,所以D 项正确.【答案】 BD【方案2】用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞实验步骤(1)按下图所示安装气垫导轨.(2)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作.(3)在滑块1上装上挡光片并测出其长度l.(4)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).(5)用天平测出滑块1和滑块2的质量m 1、m 2.(6)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v 2=0),用滑块1以初速度v 1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t 1和碰后通过光电门的遮光时间t 2.(7)先根据v =l t计算滑块1碰撞前的速度v 1及碰后两者的共同速度v ;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和.【即学即练2】在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中,下列哪些因素可导致实验误差( )A.导轨安放不水平B.滑块上挡光板倾斜C.两滑块质量不相等D.两滑块碰后连在一起【解析】A项中,导轨不水平将导致滑块速度受重力分力影响,从而产生实验误差;B项中,挡板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段滑块通过的位移;实验中并不要求两滑块的质量相等;两滑块碰后连在一起只意味着碰撞过程能量损失最大,并不影响碰撞中的守恒量.综上所述,答案为A、B两项.【答案】AB知识点02 动量1.定义:物体质量和速度的乘积,用字母p表示,p=mv.2.动量的矢量性:动量既有大小,又有方向,是矢量.动量的方向与速度的方向一致,运算遵循矢量运算法则.3.单位:国际单位是千克·米每秒,符号是kg·m/s.4.动量具有相对性:选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就不同,即动量具有相对性.通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指相对地面的动量.【知识拓展】动量与速度、动能的区别和联系动量与速度动量与动能区别①动量在描述物体运动方面更进一步,更能体现运动物体的作用效果②速度描述物体运动的快慢和方向①动量是矢量,从运动物体的作用效果方面描述物体的状态②动能是标量,从能量的角度描述物体的状态联系①动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,都是矢量,动量的方向与速度方向相同,且p=mv②动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,且p=2mE k或E k=p22m 【即学即练3】(多选)关于物体的动量,下列说法中正确的是()A.惯性越大的物体,它的动量也越大B.动量大的物体,它的速度不一定大C.物体的速度大小不变,则其动量也保持不变D.运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向【解析】动量的大小由质量和速度的大小共同决定,即p=mv,惯性大则质量大,但动量不一定大,选项A错误;动量大的物体,可能是速度大,但也有可能是质量大,选项B正确;动量是矢量,其方向与速度方向相同,只有在速度大小、方向均不变时,其动量才保持不变,故选项C错误、选项D正确.【答案】BD知识点03 动量的变化量1.动量变化量的理解(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,即Δp=p ′-p(2)动量的变化量Δp 也是矢量,其方向与速度的改变量Δv相同.(3)因为p=mv 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了变化,动量p 就发生变化.2.动量变化量Δp的计算(1)当物体做直线运动时,只需选定正方向,与正方向相同的动量取正,反之取负.若Δp 是正值,就说明Δp 的方向与所选正方向相同;若Δp 是负值,则说明Δp 的方向与所选正方向相反.(2)当初、末状态动量不在一条直线上时,可按平行四边形定则求Δp 的大小和方向.【即学即练4】质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/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.10kg·m/s B.10kg·m/sC.40kg·m/s D.40kg·m/s【解析】由题知,取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为∆p=mv′ mv= 5 ×( 3 5)kg⋅m/s =40kg⋅m/s,故选D。
高中物理竞赛辅导讲义-第4篇-动量
C
1 mC
m z
i 1
i i
。
1 质心速度、加速度、动量: vC mC
m v
i i
1 , aC mC
m a
i i
n , PC mC vC Pi 。 i 1
八、质心运动定理 质点系的质心运动和一个位于质心的质点的运动相同,该质点的质量等于质点系的总质量, 而该质点上的作用力则等于作用于质点系上的所有外力平行地移到这一点上。 n 1.质点系牛顿第二定律: (外力矢量和) F Fi mC aC
3.理解: (1)守恒条件:系统不受外力或所受外力的合力为零。要区分内力和外力。 (2)守恒含义:任一时刻系统总动量相同,不只是初末状态相同。 (3)系统性:指系统的总动量守恒,不是系统内每个物体的动量守恒。每个物体的动量 可以发生很大的变化。 (4)相对性:各物体的动量,都是同一惯性参考系(一般以地面为参考系) 。 (5)同时性:系统总动量是同一时刻各个物体的动量总和。
-2-
两小球碰撞之前的运动速度与两球心连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都 会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞。 六、反冲 根据动量守恒定律,如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向 某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。 喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲原理,它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨 大速度的。 七、质心 设 n 个质点组成的系统,质量分别为 m1,m2,…,mn,位矢分别为 r1 , r2 ,…, rn ,定义
质点对任参考点的角动量的增量等于外力的冲量矩角动量的时间变化率等于外力对该点的力矩。 M L 。 t
高中物理选修一 讲义 第1章 1 动量
1动量考点一动量及动量的变化量1.(2022·广东实验中学期中)下列运动中的物体,动量始终保持不变的是()A.绕地球运行的同步卫星B.小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变C.用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动D.荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变2.(2022·安徽明光二中高二期末)某物体在某一过程中的动量变化量为-5 kg·m/s,则初、末两状态相比()A.该物体的动量一定减小B.该物体的动量一定反向C.该物体的动量可能增大D.该物体的动量一定同向3.(多选)质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下沿直线运动,经过一段时间后速度大小变为7 m/s,则这段时间内动量的变化量可能为()A.5 kg·m/s,方向与初速度方向相反B.5 kg·m/s,方向与初速度方向相同C.2 kg·m/s,方向与初速度方向相反D.2 kg·m/s,方向与初速度方向相同考点二动量与动能的区别和联系4.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有()A.相同的速度B.相同的质量C.相同的运动方向D.相同的动能5.(多选)关于动量和动能,下列说法中正确的是()A.做匀速圆周运动的物体,动量不变B.做匀速圆周运动的物体,动能不变C.做竖直上抛运动的物体,它的动量一定在改变D.甲物体动量p1=5 kg·m/s,乙物体动量p2=-10 kg·m/s,所以p1>p26.两个具有相同动量的物体A、B,质量分别为m A、m B,且m A>m B,比较它们的动能,则() A.物体B的动能较大B.物体A的动能较大C.动能相等D.不能确定7.(2022·泰安市高二期中)羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s,假设球飞来的速度为50 m/s,运动员将球以100 m/s的速度反向击回。
高中物理选修一 新课改 讲义 01 C动量 动量定理 提升版
动量动量定理知识点:动量动量定理一、寻求碰撞中的不变量1.质量大的C球与静止的B球碰撞,B球获得的速度大于(填“大于”“小于”或“等于”)碰前C球的速度,两球碰撞前后的速度之和不相等(填“相等”或“不相等”).2.由教材第3页小车碰撞实验中记录的数据知:两小车碰撞前后,动能之和不相等(填“相等”或“不相等”),质量与速度的乘积之和基本不变.二、动量1.动量(1)定义:物体的质量和速度的乘积.(2)公式:p=m v,单位:kg·m/s.(3)动量的矢量性:动量是矢(填“矢”或“标”)量,方向与速度的方向相同,运算遵循平行四边形定则.2.动量的变化量(1)物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,Δp=p′-p(矢量式).(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算转化为代数运算,此时的正、负号仅表示方向,不表示大小.三、动量定理1.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积.(2)定义式:I=FΔt.(3)物理意义:冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大.(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛秒,符号为N·s.(5)矢量性:如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同.2.动量定理(1)内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量.(2)表达式:I=p′-p或F(t′-t)=m v′-m v.技巧点拨一、动量动量的变化量1.对动量的理解(1)瞬时性:物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=m v表示.(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同.(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关.2.动量的变化量(1)表达式:Δp=p2-p1.该式为矢量式,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算.(2)方向:方向与速度变化的方向相同,在合力为恒力的情况下,物体动量变化的方向也与物体加速度的方向相同,即与物体所受合外力的方向相同.总结提升动量与动能的区别与联系1.区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.2.联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为E k=p22m或p=2mE k.二、冲量及其计算1.对冲量的理解(1)冲量是过程量冲量是力作用在物体上的时间累积效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)冲量是矢量在力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同.2.冲量的计算(1)求恒力的冲量冲量等于力和力的作用时间的乘积(无论物体是否运动,无论物体在该力的方向上是否有位移).(2)求变力的冲量①若力与时间成线性关系,则可用平均力求变力的冲量.②若给出了力随时间变化的图像如图所示,可用面积法求变力的冲量.图③利用动量定理求解.三、动量定理1.动量定理的推导如图所示,一个质量为m 的物体(与水平面无摩擦)在水平恒力F 作用下,经过时间t ,速度从v 变为v ′.图物体在这个过程中的加速度a =v ′-v t根据牛顿第二定律F =ma可得F =m v ′-v t整理得:Ft =m (v ′-v )=m v ′-m v即Ft =m v ′-m v =Δp .2.动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.(2)动量定理的表达式Ft =m v ′-m v 是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向.(3)公式中的F 是物体所受的合外力,若合外力是均匀变化的力,则F 应是合外力在作用时间内的平均值.3.动量定理的应用(1)定性分析有关现象.①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之力就越小.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反之动量变化量就越小.(2)应用动量定理定量计算的一般步骤. 选定研究对象,明确运动过程→进行受力分析,确定初、末状态 →选取正方向,列动量定理方程求解总结提升用动量定理解题时应注意的问题1.列方程前首先选取正方向;2.分析速度时一定要选取同一参考系,一般选地面为参考系;3.公式中的冲量应是合外力的冲量,求动量的变化量时要严格按公式,且要注意动量的变化量是末动量减去初动量.例题精练1.(江西月考)我国高铁技术在世界上处于领先地位,由中国中车制造的高速列车“CIT500”最高测试速度达到了605km/h。
《动量》 讲义
《动量》讲义在物理学的广袤天地中,动量是一个极为重要的概念。
它不仅在经典物理学中占据着关键地位,对于理解现代物理学的诸多现象也有着不可或缺的作用。
接下来,让我们一同深入探索动量的奥秘。
一、动量的定义动量,用符号 p 表示,被定义为物体的质量 m 与它的速度 v 的乘积,即 p = m v 。
从这个简单的定义中,我们可以看出,动量与物体的质量和速度都有关系。
质量越大、速度越快的物体,其动量也就越大。
比如说,一辆高速行驶的重型卡车和一辆缓慢行驶的小型轿车相比,尽管轿车的速度可能较慢,但如果卡车的质量非常大且速度也不低,那么卡车的动量很可能会远远大于轿车的动量。
二、动量的性质1、矢量性动量是一个矢量,这意味着它不仅有大小,还有方向。
速度的方向就是动量的方向。
当一个物体的运动方向发生改变时,其动量的方向也会随之改变。
比如,一个做圆周运动的物体,其动量的方向在不断变化。
2、相对性动量的大小和方向取决于所选的参考系。
在不同的参考系中,同一物体的速度可能不同,从而导致其动量也不同。
这就好像在一辆行驶的火车上观察一个走动的人,和在地面上观察这个人,他的速度是不一样的,相应的动量也不同。
三、动量守恒定律动量守恒定律是物理学中一条极其重要的定律。
它指出:在一个孤立系统中,系统的总动量保持不变。
所谓孤立系统,是指不受外力或者所受外力之和为零的系统。
例如,在一个光滑水平面上,两个质量不同的小球发生碰撞。
在碰撞前,两个小球的总动量是一定的。
碰撞过程中,虽然它们的速度会发生变化,但碰撞后两个小球的总动量仍然等于碰撞前的总动量。
这个定律在日常生活和科学研究中都有着广泛的应用。
比如,火箭发射就是利用了动量守恒定律。
火箭向后喷射高速气体,产生一个向后的动量,同时火箭本身就会获得一个向前的动量,从而实现升空。
四、动量与冲量的关系冲量,用符号 I 表示,定义为力 F 与作用时间 t 的乘积,即 I = F t 。
冲量等于物体动量的变化量,这就是动量定理。
高中物理选修一 讲义 第2节 动量定理
第2节动量定理学习目标要求核心素养和关键能力1.理解冲量的概念,知道冲量是矢量。
2.理解动量定理及其表达式。
3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象。
4.能够利用动量定理进行有关计算。
1.核心素养(1)冲量、动量定理的理解。
(2)动量定理的推导,用动量定理解释缓冲、碰撞等有关现象。
2.关键能力理论联系实际、应用动量定理解决实际问题的能力。
知识点一冲量的理解与计算如图甲所示,让两只鸡蛋从相同高处自由落下,分别落在海绵垫上和塑料盘中,用力的传感器记录弹力随时间的变化关系,发现F-t图线与坐标轴围成的图形的面积近似相等。
(1)这个面积表示什么?(2)在碰撞过程中延长作用时间,作用力如何变化?提示(1)力对时间的积累效果。
(2)作用力将变小。
❶定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量,用字母I表示。
❷公式:I=FΔt 。
❸单位:牛秒,符号:N·s。
❹矢量性:方向与力的方向相同。
❺物理意义:反映了力的作用对时间的积累效应。
1.冲量与功的比较冲量功区别公式I=FΔt W=Fx标、矢量矢量标量意义力对时间的积累,在F-t图像中可以用图线下的面积表示力对位移的积累,在F-x图像中可以用图线下的面积表示正、负正、负表示与正方向相同或相反正、负表示动力做功或阻力做功作用效果改变物体的动量改变物体的动能2.冲量的求解方法(1)恒力冲量的求解用公式I=FΔt计算,这时冲量的数值等于力的大小与作用时间的乘积,冲量的方向与恒力方向一致。
(2)变力冲量的求解①若力的方向不变且大小随时间均匀变化,则该力的冲量可以用平均力来计算,其公式为I=F-Δt。
②利用F-t图像中的“面积”求变力的冲量。
面积大小表示冲量的大小,面积的正负表示冲量的方向。
某力F随时间t变化的图像(F-t图像)如图所示,则图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量。
【例1】如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上有一质量m=5 kg的物体沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,物体下滑2 s的时间内,求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)(1)物体所受各力的冲量;(2)物体所受合力的冲量。
动量 冲量辅导班讲义
动 量知识网络:第1单元 动量 冲量 动量定理一、动量和冲量1.动量——物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。
⑵动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
⑶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。
(4)研究一条直线上的动量要选择正方向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。
A 、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。
B 、若初末动量不在同一直线上,则运算遵循平行四边形定则。
3.冲量——力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft⑴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。
⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定。
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)动量定理表达式是矢量式。
在一维情况下,各个矢量以同一个规定的方向为正。
(4)如果是变力,那么F 表示平均值(5)对比于动能定理I = F t = m v 2 - m v 1W = F s =21 m v 22 -21 m v 21 2.动量定理的定性应用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?3.动量定理的定量计算⑴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。
研究过程既可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段。
高考物理动量定理复习讲义
高考物理动量守恒辅导讲义一、新课导入(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态(不同号的台球运动状态不同)。
(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子、碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化、例:两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。
两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样。
物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义、二、本章知识点讲解动量及其变化个物体受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态,其中每一个力的冲量均不为零、(2)求合冲量①假如是一维情形,能够转化为代数运算,假如不在一条直线上,求合冲量遵循平行四边形定则、②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,假如各个力的作用时间相同,也能够先求合力,再用公式I合=F合·Δt求解、(3)变力的冲量要用动量定理列式求解、即时讨论:如图所示,一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车,但推了特别久时间t都无法使它运动,就这个问题两个同学展开讨论、甲同学说:汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。
乙同学说:小孩给汽车的推力的冲量不为零,汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。
谁说的对?典型例题:关于冲量,下列说法正确的是( )A、冲量是物体动量变化的原因B。
作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C、动量越大的物体受到的冲量越大D、冲量的方向就是物体运动的方向解析:力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后,物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A选项正确;只要有力作用在物体上,经历一段时间,这个力便有了冲量I =Ft,与物体处于什么状态无关,物体运动状态的变化情况,是所有作用在物体上的力共同产生的效果,因此B选项不正确;物体所受冲量I=Ft与物体动量的大小p=mv无关,C选项不正确;冲量的方向与物体运动的方向无关,故D选项不正确。
高考物理动量复习辅导讲义
动量复习辅导讲义①因为动量定理不仅适用于恒力作用,也适用于变力作用,而且也不需要考虑运动过程的细节。
(2)用动量定理解释现象①用动量定理解释的现象一般可分为两类:一类是物体的动量变化量一定,这种情况下力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小。
另一类是作用力一定,这种情况下力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小。
分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。
①用动量定理解释现象时,关键分析清楚作用力、时间及动量变化量的情况。
3.应用动量定理解题的步骤(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系统,系统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加给研究对象的力,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的不同阶段中物体的受力情况不同,则要分别计算它们的冲量,然后求它们的矢量和。
(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,列式前可以先规定一个正方向,与规定的正方向相同的矢量为正,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。
特别提醒(1)若各力的作用时间相同,且各外力为恒力,可以先求合力,再乘以时间求冲量,I合=F合·t。
(2)若各外力作用时间不同,可以先求出每个外力在相应时间的冲量,然后求各外力冲量的矢量和,即I不同点守恒条件系统不受外力或所受外力的矢量和为零系统只有重力或弹力做功表达式p1+p2=p1′+p2′Ek1+Ep1=Ek2+Ep2表达式的矢标性矢量式标量式某一方向上应用情况可在某一方向上独立使用不能在某一方向独立使用运算法则矢量运算代数运算4.应用动量守恒定律的解题步骤(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程);(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒);(3)规定正方向,确定初末状态动量;(4)由动量守恒定律列出方程;(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明。
高考物理动量守恒定律的应用辅导讲义
高考物理动量守恒定律的应用辅导讲义下图是马尔西发表的著作中的一幅插图||,一颗大理石球对心撞击一排大小相等且同等质料的小球时||,运动将传递给最后一个小球||,其余的小球毫无影响||。
你能解释这是为什么吗?三、本章知识点讲解碰撞中的动量守恒碰撞的特点三、碰撞问题中遵循的规律在所给的条件不足的情况下,碰撞结果有各种可能,但不管哪种结果必须同时满足以下三条:1.动量守恒即p1+p2=p1′+p2′。
2.动能不增加即E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p212m1+p222m2≥p1′22m1+p2′22m2。
3.速度要符合情景如果碰前两物体同向运动||,则后面物体的速度大于前面物体的速度||,即v后>v前||,否则无法实现碰撞||。
碰撞后||,原来在前的物体的速度一定增大||,且原来在前的物体的速度大于或等于原来在后的物体的速度||,即v前′≥v后′||,否则碰撞没有结束||,如果碰前两物体是相向运动||,则碰后||,两物体的运动方向不可能都不改变||,除非两物体碰撞后速度均为零||。
典型例题:如图所示||,在光滑的水平面上有一质量为0.2kg的小球以5.0m/s的速度向前运动||,与质量为3.0kg 的静止木块发生碰撞||,假设碰撞后木块的速度是v木=1m/s||,则()A.v木=1m/s这一假设是合理的||,碰撞后球的速度为v球=-10m/sB.v木=1m/s这一假设是不合理的||,因而这种情况不可能发生C.v木=1m/s这一假设是合理的||,碰撞后小球被弹回来D.v木=1m/s这一假设是可能发生的||,但由于题给条件不足||,v球的大小不能确定答案:B解析:假设这一过程可以实现||,根据动量守恒定律得m1v=m1v1+m2v木||,代入数据解得v1=-10m/s||,这一过程不可能发生||,因为碰撞后的机械能增加了||。
变式训练:在光滑的水平面上有三个完全相同的小球||,它们成一条直线||,2、3小球静止||,并靠在一起||,1小球以速度v0射向它们||,如图所示.设碰撞中不损失机械能||,则碰后三个小球的速度可能值是 DA .v 1=v 2=v 3=13v 0B .v 1=0,v 2=v 3=12v 0 C .v 1=0,v 2=v 3=12v 0 D .v 1=v 2=0,v 3=v 0课堂小结:弹性碰撞的规律实例:A 球碰撞原来静止的B 球||。
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第八章动量讲义一第一单元冲量和动量动量定理一、规律技巧例题:(一)动量、冲量1、动量(1)定义:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。
P=mv,动量的单位:kg·m/s.(2)物体的动量表征物体的运动状态,其中的速度为瞬时速度,通常以地面为参考系。
(3)动量是矢量,其方向与速度v的方向相同,两个物体的动量相同必须是大小相等、方向相同。
(4)注意动量与动能的区别和联系:动量、动能和速度都是描述物体运动的状态量;动量是矢量,动能是标量;动量和动能的大小关系是:p2=2mE k。
例1:有关物体的动量,下列说法正确的是( )A.某一物体的动量改变,一定是速度大小改变B.某一物体的动量改变,一定是速度方向改变C.某一物体的运动速度改变,其动量一定改变D.物体的运动状态改变,其动量一定改变练1:物体做变速运动,则( )A.物体的动量一定改变B.物体的速度大小一定改变C.物体所受合外力一定改变D.一定有合外力,且一定是恒力2、动量的变化量(1)Δp=p2-p1。
(2)动量的变化量是矢量,其方向与速度变化的方向相同,与合外力冲量的方向相同,跟动量的方向无关。
(3)求动量变化量的方法:①Δp=p2-p1=mv2-mv1 ;②Δp=Ft例2:使质量为2kg的物体做竖直上抛运动,4s后回到出发点,不计空气阻力,在此过程中物体动量的变化和所受的冲量分别是( )A.80kg·m/s,方向竖直向下;80N·s方向竖直向上B.80kg·m/s,方向竖直向上;80N·s,方向竖直向下C.80kg·m/s和80N·s.方向均竖直向下D.40kg·m/s和40N·s,方向均竖直向下例3:质量0.1kg的球,以6m/s速度水平向右运动,碰到坚硬的障碍物后被弹回,沿同一直线以6m/s速度水平向左运动,撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?练2:质量为1kg的物体,其速率由3m/s变到4m/s,它的动量改变量的大小不可能...是( ) A.1kg·m/s B.5kg·m/s C.7kg·m/s D.9kg·m/s练3:某物体在运动过程中,下列说法中正确的是( )A.在任何相等时间内.它受到的冲量都相同,则物体一定做匀变速运动B.如果物体的动量大小保持不变,则物体一定做匀速运动C.只要物体的加速度不变,物体的动量就不变D.只要物体的速度不变,物体的动量就不变练4:质量为3kg的物体从5m高处自由下落到水泥地面后被反弹到3.2m高处,则在这一整个过程中物体动量变化的大小为_______kg·m/s,物体与水泥地面作用过程中动量变化的大小为_______kg·m/s.3、冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积,叫做该力的冲量,I=Ft,冲量的单位:N·S。
(2)冲量是过程量,它表示力在一段时间内的累积作用效果。
(3)冲量是矢量,其方向由力的方向决定,如果在作用时间内力的方向不变,冲量的方向就与力的方向相同。
(4)求冲量的方法:①I=Ft(适用于求恒力的冲量);②I=Δp 。
例4:对于力的冲量的说法,正确的是( )A.力越大,力的冲量就越大B.作用在物体上的力大,力的冲量不一定大C.F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2,则这两个冲量相同D.静置于水平地面上的物体受到水平推力F的作用,经过时间t仍处于静止,则此推力的冲量为零例5:质量为m的物体放在水平地面上,在与水平面成θ角大小为F的拉力作用下由静止开始运动,如图所示,经过时间t,速度达到v,在这段时间内,拉力F的冲量大小是_______________,方向_______________;重力的冲量大小是_____________,方向______________.例6:在倾角为37°的较长光滑斜面上,有一质量为5kg的物体由静止开始下滑,2s内物体所受重力的冲量大小为_________N·s,弹力的冲量大小为________N·s,合力的冲量大小为___________N·s,方向为____________.(g=10m/s2)练5:关于冲量和动量,下列说法中正确的是( )A.冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量B.动量是描述物体状态的物理量C.冲量是物体动量变化的原因D.冲量是描述物体状态的物理量练6:以速度v0竖直向上抛出一物体,空气阻力大小恒定,关于物体受到的冲量,以下说法正确的是( )A.物体上升阶段和下降阶段所受的重力的冲量方向相反B.物体上升阶段和下降阶段所受的空气阻力的冲量方向相反C.物体在下落阶段受的重力的冲量大于上升阶段受的重力的冲量D.物体从抛出到返回抛出点,物体所受空气阻力的总冲量为零练7:一个物体以某一初速度从粗糙斜面的底部沿斜面向上滑,物体滑到最高点后又返回到斜面底部,以下述说法中正确的是( )A.上滑过程中重力的冲量小于下滑过程中重力的冲量B.上滑过程中摩擦力的冲量与下滑过程中摩擦力的冲量大小相等C.上滑过程中弹力的冲量为零D.上滑与下滑的过程中合外力冲量的方向相同练8:物体在水平恒力作用下,沿水平面做直线运动的v-t图线如图所示,比较第1s内、第2s内、第3s内三段时间中:__________物体受的合力最大,__________物体所受合力的冲量最大,__________物体所受合力的冲量最小(填写“第1s内”“第2s内”“第3s内”)练9:质量为m的物体,在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑,如图,求在时间t内物体所受的重力、支持力以及合外力给物体的冲量。
(二)动量定理(1)物体所受的合外力的冲量,等于这个物体动量的增加量,这就是动量定理。
表达式为: Ft=p2-p1 或者 Ft =mv2-mv1(2)动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系统,当研究对象为物体系时,物体系总动量的增量等于相应时间内物体系所受的合外力的冲量。
所谓物体系总动量的增量是指系统内各物体的动量变化量的矢量和。
所谓物体系所受的合外力的冲量是指系统内各物体所受的一切外力的冲量的矢量和,而不包括系统内部物体之间的相互作用力(内力)的冲量,这是因为内力总是成对出现的,而且它们的大小相等、方向相反,其矢量和总等于零。
(3)动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,当合外力为变力时,F应该是合外力对作用时间的平均值。
(4)动量定理公式中的F t是合外力的冲量,也可以是外力冲量的矢量和。
是使研究对象动量发生变化的原因。
在所研究的物体过程中,如果作用在研究对象上的各个外力的作用时间相同,求合外力的冲量时,可以先按矢量合成法则求所有外力的合力,然后再乘以力的作用时间;也可以先求每个外力在作用时间内的冲量,然后再按矢量合成法则求所有外力冲量的矢量和;如果作用在研究对象上的各个力的作用时间不相同,就只能求每个力在相应时间内的冲量,然后再求所有外力冲量的矢量和。
(5)动量定理中mv2-mv1是研究对象的动量增量,是过程终态动量与初态动量的差值(矢量减法),式中“-”号是运算符号,与正方向的选取无关。
(6)动量定理中的等号(=),表明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相等,方向一致,单位相同,但绝不能认为合外力的冲量就是动量的增量,合外力的冲量是引起研究对象的运动状态改变的外来因素,而动量的增量则是研究对象受外力冲量后所导致的必然结果。
(7)根据F=ma得''v v p pF ma mt t--===∆∆,即pFt∆=∆。
这就是牛顿第二定律的另一种表达式:合力F等于物体动量的变化率pt∆∆。
(8)利用动量定理解题基本思路:a. 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系统,系统内各物体可以是保持相对静止,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个阶段。
b.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。
c. 规定正方向:由于力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维情况下,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。
d 写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量。
根据动量定理列式求解。
例6:下列说法中正确的是( )A.物体只有受到冲量,才会有动量B.物体受到冲量,其动量大小必定改变C.物体受到冲量越大,其动量也越大D.做减速运动的物体,受到的冲量的方向与动量变化的方向相同例7:某物体受到一个-6N·s的冲量作用,则( )A.物体的动量一定减小B.物体原来的动量方向一定与这个冲量方向相反C.物体的末动量一定是负值D.物体的动量增量一定与规定的正方向相反例8:一粒钢球从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中,若将它在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ,那么( )A.在过程Ⅰ中,钢球动量的改变量等于重力的冲量B.在过程Ⅱ中,钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ和Ⅱ中重力的冲量大小C.在过程Ⅱ中,钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ中重力的冲量大小D.在整个过程中.钢球所受合外力的总冲量为零例9:自动步枪每分钟能射出600颗子弹,每颗子弹的质量为20g,以500m/s的速度射击枪口,求因射击而使人受到的反冲力的大小.练10:下面关于物体动量和冲量的说法正确的是( )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练11:在任何相等时间内,物体动量的变化总是相等的运动是( )A.匀变速直线运动B.匀速圆周运动C.自由落体运动D.平抛运动练12:子弹水平射入一个置于光滑水平面上的木块,则( )A.子弹对木块的冲量大小必大于木块对子弹的冲量大小B.子弹受到的冲量和木块受到的冲量大小相等C.当子弹与木块以同一速度运动后,子弹与木块的动量一定相等D.子弹与木块的动量变化量大小相等、方向相反练13:.质量为m=70kg的撑杆跳高运动员从h=5.0m高处落到海绵垫上,经△t1=1s后停止,则该运动员身体受到的平均冲力为____________N如果是落到普通沙坑中,经△t2=0.1s 停下,则沙坑对运动员的平均冲力为__________N(取g=10m/s2)练14:水流以10.0m/s的速度由横截面积为4.0cm2的喷口处垂直冲击墙壁,冲击后水流无初速度地沿墙壁流下,则墙受水流的冲击力为________N.(ρ水=1.0×103kg/m3)练15:质量相同的两物体,并列地静止在光滑水平面上,今给其中甲物体以瞬时冲量I作用,同时以恒力F推动乙物体,I与F作用方向相同,则要经过时间_________,两物体再次相遇,在此过程中力F对乙的冲量大小为________.练16:一架质量为500kg的直升飞机,其螺旋桨将空气以50m/s的速度往下推,恰使直升机停在空中,则每秒钟螺旋桨所推下的空气质量为多少千克?(取g=10m/s2)第八章动量讲义二第一单元II 冲量和动量 动量定理---续三、用动量定理解释现象一般有二类:一是物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小;(缓冲问题)。