第1节动量定理
第1章第1节动量定理
[跟随名师· 解疑难] 1.对动量的理解 (1)动量的瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某 一位置的动量,因此它还是一个状态量。 (2)动量的矢量性:动量的方向与物体瞬时速度的方向相同, 如果物体的动量为负值,表示其动量与规定的正方向相反。 (3)动量的相对性:物体的动量与参考系的选择有关,这是因 为速度与参考系的选择有关,通常情况下是指物体相对于地面的 动量。
解析:因为竖直向上为正方向,故由 p=mv 可知,小球与地面碰前 的动量为-1.2 kg· m/s,小球与地面碰后的动量为 0.8 kg· m/s,小球 碰撞前后的动量变化为 Δp=p2-p1=2.0 kg· m/s, 动能的变化为 ΔEk 1 2 1 2 = mv2- mv1=-2 J。 2 2
答案:D
动量定理
[自读教材· 抓基础] 1.冲量 (1)定义:力和 力的作用时间 的乘积叫做这个力的冲量。 (2)公式:I= Ft 。
s。 (3)单位(符号): N·
(4)方向:冲量是矢量,其方向和 力 的方向相同。
2.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 。 (2)公式:I=Δp 或 F 合 t= mv2-mv1 。 (3)牛顿第二定律的另一种表述:作用在物体上的合外力等 mv2-mv1 变化率 于物体动量的 ,即 F= 。 t 3.碰撞与缓冲的实例分析 (1)利用:要利用碰撞时产生的冲击力,就要设法增大动量 或 减少 作用力的作用时间,如冲床、粒子加速器。
[探规寻律] (1)冲量表示作用力在时间上的积累效果,与物体是否运动无 关,且冲量是矢量;功表示作用力在空间上的积累效果,与物体 的具体运动情况有关,功是标量。 (2)有力有时间必有冲量;但有力有位移不一定做功,做功还 与角度有关。 (3)冲量和功都是过程量,它们都只与力的作用过程相联系。
高中物理选必一第一章动量守恒定律(1动量2动量定理)
第一章动量守恒定律第1节动量知识点一、动量(1)定义:物体质量和速度的乘积,用字母p 表示,p =m v .(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.知识点二、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 =mv ②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 =p 22m知识点三、动量的变化量(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 =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了变化,动量p 就发生变化.(4)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.典例分析一、对动量和动量增量的理解例1关于动量变化,下列说法正确的是()A .做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp 的方向与运动方向相同B .做直线运动的物体,速度减小时,动量增量Δp 的方向与运动方向相反C .物体的速度大小不变时,动量的增量Δp 为零D .物体做平抛运动时,动量的增量一定不为零二、动量变化量的计算例2羽毛球是速度最快的球类运动之一,林丹扣杀羽毛球的速度可达到342km/h,假设球飞来的速度为90km/h,林丹将球以342km/h的速度反向击回.设羽毛球质量为5g,试求:(1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量.(2)在林丹的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?专题一对动量及动量变化的理解例3关于动量的变化,下列说法正确的是()A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零专题二对动量及动量变化的计算例4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342km/h,假设球飞来的速度为90km/h,运动员将球以342km/h的速度反向击回.设羽毛球的质量为5g,试求(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量.(2)在运动员的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?专题三碰撞中的动量变化例5质量为0.1kg的小球从1.25m高处自由落下,与地面碰撞后反弹回0.8m高处.取竖直向下为正方向,且g =10m/s2.求:(1)小球与地面碰前瞬间的动量;(2)球与地面碰撞过程中动量的变化.第2节动量定理知识点一、冲量(1)概念:力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.(2)定义式:I=Ft.(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.知识点二、冲量的理解(1)冲量的绝对性.由于力和时间均与参考系无关,所以力的冲量也与参考系的选择无关.(2)冲量是矢量.冲量的运算服从平行四边形定则,合冲量等于各外力的冲量的矢量和,若整个过程中,不同阶段受力不同,则合冲量为各阶段冲量的矢量和.(3)冲量是过程量,它是力在一段时间内的积累,它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.知识点三、冲量的计算(1)恒力的冲量:公式I=Ft适用于计算某个恒力的冲量,这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积,冲量的方向与恒力方向一致.若力为同一方向均匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算,若力为一般变力则不能直接计算冲量.(2)变力的冲量①变力的冲量通常可利用动量定理I=Δp求解.②可用图象法计算如图所示变力冲量,若某一力方向恒定不变,那么在F-t图象中,图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量.知识点四、冲量与功(1)联系:冲量和功都是力作用过程的积累,是过程量.(2)区别:冲量是矢量,是力在时间上的积累,具有绝对性;功是标量,是力在位移上的积累,有相对性.知识点四、动量定理1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.这个关系叫做动量定理.2.表达式:I=Δp或Ft=m v′-m v.3.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)动量定理的表达式是矢量式,它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等,而且方向相同.(3)动量的变化率和动量的变化量由动量定理可得出F=p′-pt,它说明动量的变化率决定于物体所受的合外力.而由动量定理I=Δp可知动量的变化量取决于合外力的冲量,它不仅与物体的受力有关,还与力的作用时间有关.(4)动量定理具有普遍性,即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线,不论作用力是恒力还是变力,不论几个力的作用时间是相同还是不同都适用.4.动量定理的应用(1)定性分析有关现象由F=Δpt可知:①Δp一定时,t越小,F越大;t越大,F越小.②Δp越大,而t越小,F越大.③Δp越小,而t越大,F越小.(2)应用动量定理解决问题的一般步骤①审题,确定研究对象:对谁、对哪一个过程.②对物体进行受力分析,分析力在过程中的冲量,或合力在过程中的冲量.③抓住过程的初、末状态,选定参考方向,对初、末状态的动量大小、方向进行描述.④根据动量定理,列出动量定理的数学表达式.⑤写清各物理量之间关系的补充表达式.⑥求解方程组,并分析作答.典例分析一、冲量的理解例1如图所示,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、弹力的冲量各是多大?二、平均冲量的计算例2如图所示,质量为m=1kg的小球由高h1=0.45m处自由下落,落到水平地面后,反弹的最大高度为h2=0.2m,从小球下落到反弹到最高点经历的时间为Δt=0.6s,g取10m/s2.求:小球撞击地面过程中,球对地面的平均压力F的大小.三、合力冲量的计算例3质量为1.0kg的小球从20m高处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m,小球与软垫接触时2)()间为1.0s,在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计,g=10m/sA.10N·s B.20N·s C.30N·s D.40N·s四、冲量的综合应用例4用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01s,那么:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大?(g取10m/s2)(3)比较(1)和(2),讨论是否要计铁锤的重力。
高二物理动量定理
即 I=Δp
∑F· Δt = mv′- mv = Δp
⑴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。 ⑵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。 ⑶实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率:
∑ F=Δp/ Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
例2、关于冲量、动量及动量变化,下列说法正确 的是: ( ABC )
A. 冲量方向一定和动量变化的方向相同 B. 冲量的大小一定和动量变化的大小相同 C. 动量的方向改变,冲量方向一定改变 D. 动量的大小不变,冲量一定为0.
例3 水平面上一质量为m的物体,在水平恒力F 作用下,由静止开始做匀加速直线运动,经时间t 后 撤去外力,又经过时间2t 物体停下来,设物体所受 阻力为恒量,其大小为( ) A.F B. F / 2 C. F / 3 D. F / 4 解:整个过程的受力如图所示, 对整个过程,根据动量定理,设F方向为正方向,有 ( F – f ) ×t – f ×2 t = 0
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2.冲量:定义——恒力的冲量 它与时间相对应 ⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(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。 (3)冲量的单位:Ns
I =F t
⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,
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
∴ v′= [ F1t1+ F2 (t2 -t1 ) ] /m
例5 如图示,质量为6kg的木板A静止在光滑的水平 面上,A板上有一质量为2kg的木块B,A、B之间的 动摩擦因数μ=0.1,现在对A施加14N的水平推力F, 作用4s后撤去该力,这时B刚好从A板上滑下,则这 时A板的速度大小是: ( ) A. 4 m/s B. 7 m/s C. 8 m/s D.9. 3 m/s
第一节 动量 动量定理
(三)动量的增量
1. 定义:动量变化量又称动量的增量,即末动量减初 定义:动量变化量又称动量的增量, 动量, 动量,即∆p=p2-p1 2. 运算由于动量为矢量,则求解动量的变化时,其运 运算由于动量为矢量,则求解动量的变化时, 算遵循平行四边形定则,若初末动量在同一直线上, 算遵循平行四边形定则,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; 则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算; 若初末动量不在同一直线上, 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4. 如图所示,质量为m的物体从竖直轻弹簧的正上 如图所示,质量为 的物体从竖直轻弹簧的正上 方自由落下,落到弹簧上,将弹簧压缩。 方自由落下,落到弹簧上,将弹簧压缩。已知物体 下落h高 经过时间为t, 下落 高,经过时间为 ,物体压在弹簧上的速度为 v,在此过程中,地面对弹簧的支持力做功为 , ,在此过程中,地面对弹簧的支持力做功为W, 支持力的冲量大小为I,则有( 支持力的冲量大小为 ,则有( )
与动量的变化量∆P关系 ②公式给出合力的冲量Ft与动量的变化量 关系 冲量 公式给出合力的冲量 与动量的变化量 关系, 是动量变化量的量度; 是动量变化量的量度 冲量与动量变化量关系是大小相 方向相同; 外力为恒力时, 等, 方向相同 外力为恒力时 冲量的方向就是外力的方 动量变化量的方向与外力的方向相同; 向, 动量变化量的方向与外力的方向相同 当外力是变 力时, 冲量的大小可以用动量变化量的大小求出, 力时 冲量的大小可以用动量变化量的大小求出 冲量 的方向是动量变化量的方向. 的方向是动量变化量的方向 ③公式是矢量式, 使用时要先规定正方向 转化为代 公式是矢量式 使用时要先规定正方向, 数运算
P = mv
第1章:第1节 动量定理
第1节动量定理[先填空]1.动量(1)定义:运动物体的和速度的乘积.(2)公式:p=m v.(3)单位:动量的单位是kg·m/s.(4)矢量性:动量是矢量,它的方向与物体的方向相同,动量运算服从平行四边形定则.2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内与初动量的矢量差(也是矢量),Δp =(矢量式).(2)计算:动量始终保持在一条直线上时,首先选定一个,与正方向相同的动量取为正,与正方向相反的动量取为负,由此可将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向,不代表大小).[再判断]1.某物体的速度大小不变,动量一定不变.()2.物体的质量越大,动量一定越大.()3.物体的动量相同,其动能一定也相同.()[后思考]动量和动能都是由质量和速度定义的物理量,两者间有什么不同?[核心点击]1.动量的性质(1)瞬时性:通常说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:是矢量,其表达式Δp=p2-p1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.3.动量和动能的比较1.关于物体的动量,下列说法中正确的是()A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向B.物体的动能不变,其动量一定不变C.动量越大的物体,其速度一定越大D.物体的动量越大,其惯性不一定越大E.物体的动能发生变化时,其动量一定发生变化2.羽毛球是速度最快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到342 km/h,假设球飞来的速度为90 km/h,运动员将球以342 km/h的速度反向击回.设羽毛球质量为5 g,击球过程只用了0.05 s.试求:(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量是多少?对动量和动量变化量的两个提醒(1)动量是矢量,比较两个物体的动量时,不能仅比较大小,还要比较方向,只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等.(2)计算动量变化量时,应利用矢量运算法则进行计算.对于在同一直线上的矢量运算,要注意选取正方向.[先填空]1.冲量(1)概念:力和力的作用时间的乘积.(2)公式:I=(3)单位:冲量的单位是2.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.(2)公式:I=Δp.(3)牛顿第二定律的另一种表述:作用在物体上的合外力等于物体,即F=m v2-m v1t,从该式可以看出:当物体动量的变化量一定时,力作用时间越短,作用力;力作用时间越长,作用力.[再判断]1.物体动量的变化量越大,物体受到的作用力越大.()2.由F=m v2-m v1t可知,当F为恒量时,物体动量的变化与作用时间成正比.()3.物体动量变化量一定时,力的大小与作用时间无关.()4.在发生交通事故时,系上安全带起缓冲作用,可以减轻对车内人员的伤害.()[后思考]做匀速圆周运动的物体所受的向心力,在物体运动一个周期内的冲量能用冲量的定义式求解吗?为什么?[核心点击]1.冲量的性质(1)过程量:冲量描述的是力的作用对时间的积累效应,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)矢量性:冲量的方向与力的方向相同,与相应时间内物体动量变化量的方向相同.2.对动量定理的理解(1)适用对象:在中学物理中,动量定理的研究对象通常为单个物体.(2)适用范围:动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观物体的高速运动.不论是变力还是恒力,不论物体的运动轨迹是直线还是曲线,动量定理都适用.(3)因果关系:合外力的冲量是原因,物体动量的变化量是结果.冲量反映了力对时间的积累效应,与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系.物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同,物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系.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.例如,易碎物品包装箱内为防碎而放置碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物.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.例如,杂耍中,用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂,作用时间很短,铁锤对石板的冲量很小,石板的动量几乎不变,“气功师”才不会受伤害.(2)定量计算.①应用动量定理可以计算某力或合力的冲量,通常多用于计算变力的冲量.②应用动量定理可以计算某一过程中的平均作用力,通常多用于计算持续作用的变力的平均大小.③应用动量定理可以计算物体的初、末动量,尤其方便处理物体受瞬间冲量的问题.(3)应用动量定理定量计算的一般步骤.图1-1-13.如图1-1-1所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B 点速度减为零.不计空气阻力,重力加速度为g.关于小球下落的整个过程,下列说法中正确的有()A.小球的机械能减少了mg(H+h)B.小球克服阻力做的功为mg(H+h)C.小球所受阻力的冲量大于m2gHD.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量E.小球所受重力的冲量等于m2g(H+h)4.高空作业须系安全带.如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上.则该段时间安全带对人的平均作用力大小为________.5.(2015·安徽高考)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图1-1-2所示,一物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止,g取10 m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.图1-1-2用动量定理的四点注意事项(1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化.冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵循平行四边形定则.(2)列方程前首先要选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值,而不能只关注力或动量数值的大小.(3)分析速度时一定要选取同一个参考系,未加说明时一般是选地面为参考系,同一道题目中一般不要选取不同的参考系.(4)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,且要注意是末动量减去初动量.参考答案[先填空]1.(1)质量.(4)速度2.(1)末动量,m v 2-m v 1 (2)正方向,[再判断]1.(×)2.(×)3.(×)[后思考]【提示】 动量是矢量,动能是标量,动量和动能分别从不同的角度描述了物体的运动效果.1.【解析】 动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻物体的速度方向,选项A 正确;动能不变,若速度方向变化,动量也发生了变化,B 项错误;物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定,故物体的动量大,其速度不一定大,选项C 错误.惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项D 正确.物体的动能发生变化时,物体的速度大小一定发生变化,故其动量也一定发生变化,E 正确.【答案】 ADE2.【解析】 (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则p 1=m v 1=5×10-3×903.6 kg·m/s =0.125 kg·m/sp 2=m v 2=-5×10-3×3423.6 kg·m/s =-0.475 kg·m/s ,所以动量的变化量Δp =p 2-p 1=(-0.475-0.125) kg·m/s =-0.600 kg·m/s ,所以羽毛球的动量变化大小为0.600 kg·m/s ,方向与羽毛球飞来的方向相反.(2)羽毛球的初速度为v =25 m/s ,羽毛球的末速度v ′=-95 m/s所以ΔE k =E ′k -E k =12m v ′2-12m v 2=21 J.【答案】 (1)0.600 kg·m/s ,与球飞来的方向相反(2)21 J[先填空]1.(2)Ft. (3)N·s.2.(3)动量的变化率,越大;越小.[再判断]1.(×)2.(√)3.(×)4.(√)[后思考]【提示】不能.因为向心力是变力,I=Ft只适用于恒力的求解.3.【解析】由动能定理得mg(H+h)+W f=0,则W f=-mg(H+h),所以小球的机械能减少了mg(H+h),所以A、B选项均正确;小球自由落下至地面过程,机械能守恒,mgH=12m v2,v=2gH,落到地面上后又陷入泥潭中,由动量定理得I G-I f=0-m v,所以I f=I G+m v=I G+m2gH,小球所受阻力的冲量大于m2gH,所以C选项正确;由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量,所以D选项错误;小球进入沙坑后做减速运动,故其下落总时间大于t=2(H+h)g,重力的总冲量大于mgt=m·2g(H+h),故E错误.【答案】ABC4.【解析】安全带刚要产生作用力时人的速度v=2gh设安全带对人的平均作用力大小为F,取竖直向上为正方向,由动量定理可得:(F-mg)t=0-(-m v),解得:F=m2ght+mg.【答案】m2ght+mg5.【解析】(1)由动能定理,有-μmgs=12m v2-12m v2可得μ=0.32.(2)由动量定理:有FΔt=m v′-m v 可得F=130 N.(3)W=12m v′2=9 J.【答案】(1)0.32(2)130 N(3)9 J。
第一章动量及其守恒定律+知识点总结 高二上学期物理鲁科版(2019)选择性必修第一册
新教材鲁科版2019版物理选择性必修第一册第1章知识点清单目录第1章动量及其守恒定律第1节动量和动量定理第2节动量守恒定律及其应用第3节科学验证:动量守恒定律第4节弹性碰撞与非弹性碰撞第1章动量及其守恒定律第1节动量和动量定理一、动量1. 动量定义运动物体的质量和速度的乘积叫动量,其定义式为p=mv性质瞬时性通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,所以说动量具有瞬时性,是状态量矢量性动量具有方向,其方向与速度的方向相同,其运算遵循平行四边形定则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. 动量的变化量动量的变化量是指物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,是矢量,其表达式Δp=p2-p1为矢量式,运算遵循平行四边形定则。
二、冲量定义与定义式力与力的作用时间的乘积叫冲量,其定义式为I=Ft标矢性冲量是矢量,其方向与力的方向相同,与相应时间内物体动量变化量的方向相同物理意义反映力对时间的积累效应从冲量的定义式看出,冲量涉及一段时间,是过程量,其大小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。
三、动量定理1. 内容:物体在一个过程中所受合外力的冲量等于该物体在这个过程中动量的变化量。
说明这里说的“合外力的冲量”指的是各外力的合力的冲量,或者是各外力的冲量的矢量和。
2. 表达式:I=p2-p1或Ft=mv2-mv1。
表达式是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的意思。
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。
3. 关于I=Δp=p2-p1的几点说明a. 合外力的冲量I是原因,动量的变化量Δp是结果。
b. 物体动量的变化量Δp的大小和方向与合外力的冲量I的大小和方向均相同。
c. 合外力的冲量I与初动量p1、末动量p2的大小和方向均无必然联系。
四、动量变化量的计算及动量与动能的比较1. 动量的变化量的计算动量始终保持在一条直线上时,选定坐标轴的方向后,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(注意:此时的正、负号仅代表方向,不代表大小)。
1 第1节 动量 动量定理
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第十二章 动量 动量守恒定律
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【自我诊断】 判一判 (1)动量越大的物体,其速度越大.( × ) (2)物体的动量越大,其惯性也越大.( × ) (3)物体所受合力不变,则动量也不变.( × ) (4)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零.( × ) (5)物体所受合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同.( × ) (6)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同.( √ )
C.a 比 b 先到达 S,它们在 S 点的动量相同
D.b 比 a 先到达 S,它们在 S 点的动量相同
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第十二章 动量 动量守恒定律
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[解析] 在物体下落的过程中,只有重力对物体做功,故机械能守恒,故有 mgh=12mv2, 解得 v= 2gh,所以在相同的高度,两物体的速度大小相同,即速率相同.由于 a 的路 程小于 b 的路程,故 ta<tb,即 a 比 b 先到达 S,又因为到达 S 点时 a 的速度竖直向下, 而 b 的速度水平向左,故两物体的动量不相同,A 正确.
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第十二章 动量 动量守恒定律
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考向 2 应用动量定理解决物理问题 2.(2020·丽水月考)如图所示,一质量为 M=2.0×103 kg 的平板小货车 A 载有一质量为 m=1.0×103 kg 的重物 B,在水平直公路上以速度 v0=36 km/h 做匀速直线运动,重物与 车厢前壁间的距离为 L=1.5 m,因发生紧急情况,火车突然制动,已知火车车轮与地面
状态量
过程量
Ek=2pm2 ,Ek=12pv,p= 2mEk,p=2vEk
(1)对于给定的物体,若动能发生变化,则动量一定也发生变化;
第6章__第1节__动量__冲量__动量定理
第1节 动量
动量
冲量 动量定理
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2019版高三一轮总复习
[高考备考指南]
考纲考点 动量、动量定 理、动量守恒 定律及其应用 弹性碰撞和非 弹性碰撞 实验七:验证 动量守恒定律 Ⅰ Ⅱ 要求 2017 Ⅰ卷 T14· 6分 Ⅲ卷 T20· 6分 三年考题分布 2016 Ⅰ卷 T35(2)· 10 分 Ⅱ卷 T35(2)· 10 分 - 2015 科学思维 (1) 应 用 动 量 定理巧解连续 作用问题. (2)“ 人 船 ” 模型及应用. 学科素养
-
Ⅲ卷· T35(2)· 10 分
Ⅰ卷· T35(2)· 10 分 Ⅱ卷· T35(2)· 10 分 -
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2019版高三一轮总复习
动量
冲量
动量变化量[基础考点]
(对应复习讲义第 83 页)
Байду номын сангаас
1.动量 (1)定义:运动物体的质量和 速度 的乘积,通常用 p 来表示. (2)表达式:p= mv . (3)单位: kg·m/s . (4)标矢性:动量是矢量,其方向和 速度 方向相同.
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2019版高三一轮总复习
判断正误——学科核心素养之“培养物理观念” (1)动量越大的物体,其速度越大. (2)物体的动量发生变化,物体运动速度一定变化. (3)物体所受合外力越大,合外力的冲量就越大. ( ×) (√ ) (×)
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2019版高三一轮总复习
1.动能、动量、动量变化量的比较 动能 定义 定义式 动量 动量变化量
第6章 第1节 动量和动量定理
必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
二、动量定理 1.内容:物体在一个过程始末的 动量 变化量等于它在这个过 程中所受 力 的冲量。 2.表达式:Ft=Δp=p′-p。 3.矢量性:动量变化量的方向与 合外力 的方向相同,可以在 某一方向上应用动量定理。
第1节 动量和动量定理
1
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必备知识·全通关 关键能力·全突破来自3课后限时集训
高考(全国卷)三年命题情况对照分析
2020
2019
2018
命题分析
1.纵观近几年高考试题:主要
卷Ⅰ·T14:动量定理的 应用
卷 Ⅰ·T16 : 动 量 定 理
卷Ⅰ·T14:动量、动能 T24:动量守恒定律、
考查了碰撞、爆炸和反冲运 动模型,题型以计算和选择
T23:实验:验证动量定 理
T25 : 动 量 守 恒 定 律、碰撞中的能量
第1节 动量和动量定理
1
2
必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
ABD [当做直线运动的物体的速度增大时,其末态动量 p2 大于初态动量
p1,由矢量的运算法则可知 Δp=p2-p1>0,与物体运动方向相同,如图(a)所示,
所以 A 选项正确;当做直线运动的物体速度减小时,p2<p1,如图(b)所示,Δp
第1节 动量和动量定理
1
2
必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
01
必备知识·全通关
必备知识 ·填充 学情自测 ·验收
第1节 动量和动量定理
1
2
必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
一、动量、动量的变化量、冲量 1.动量 (1)定义:运动物体的质量和 速度的乘积叫作物体的动量,通常 用 p 来表示。 (2)表达式:p= mv 。 (3)单位: kg·m/s 。 (4)标矢性:动量是矢量,其方向和 速度方向相同。
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①公式中力F指物体受到的合力。 ②当力是变力时,F指变力的平均值。
四、动量定理应用
比一比:
项目1:小球撞纸。 操作方法:1.如图所示将一张纸 紧压在水平矩形框上并绷紧; 2.调整小球高度自由下落撞在纸 上,确保纸不被撞破; 3.仅限一张纸,并且不可折叠;
要求:①比一比钢球和塑料球, 哪个释放位置更高;②只用钢 球,通过控制手的动作比谁的 释放位置更高。
一、动量p
历史背景
法国科学家笛卡尔:他继承伽利略说法,定义质量和 速率的乘积为动量。不过他忽略了动量的方向性。
1668年,荷兰物理学家惠更斯在《关于碰撞对物体运 动的影响》的论文中,明确指出了动量的方向性和守恒性。
牛顿把笛卡尔的定义做了修正,明确的用质量和速度 的乘积来定义动量。这样就可以表述碰撞前后动量的关系。
向右)的作用下,经过一段时间t,速度由v 变为v',如
图所示:
v
F
v' F
类比1:
动 量
Ft = mv' - mv 动
能
Fl = 1 mv'2 - 1 mv2
2
2
一、动量p
1.定义: 物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。 2.定义式: 3.单位: 4.动量是:_____量,方向与________方向相同; 5.公式中的速度指______速度,动量是:______量。
一、动量p
动量的变化
例1.一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动, 碰到一块坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速 度水平向左运动。 思考:(1)钢球碰撞前的动量?(2)钢球碰撞后的动量? (3)碰撞前后钢球的动量有没有变化? (4)变化了多少?(5)方向如何?
规定正方向
四、动量定理应用
生活中的应用 “谁的鸡蛋从高空跌落最安全”比赛 比赛内容: 将生鸡蛋包装,从四楼扔下,要求时间最 短,落地不破。
问题8:请同学 们说一说如何应 用动量定理知识 设计装置?
类比1:
?
丁肇中先
生曾说: 实验可以
Ft = mv' - mv
动 能 定
推翻理论,
理
而理论永 远无法推 翻实验。
Fl = 1 mv'2 - 1 mv2
2
2
实验验证:表达式Ft=mv'-mv适用于变力 实验器材:电子台秤、导轨、小钢球、弹簧、力传感 器、数据采集器、朗威DISLab 数字化实验室、光电门。
报道2、1980年,一架英国的 “鸽式”战斗机在威夫士地区 上空与一只秃鹰相撞,飞机坠 毁,飞行员弹射逃生……
四、动量定理的应用
算一算: 若已知鸟的质量为1kg,
以20m/s的速度与飞机迎 面相撞时,飞机的速度为 300m/s,若撞击时间约为 0.001s,试估算鸟对飞机 平均撞击力的大小。
四、动量定理应用
问题3:如何得到表达式Ft的值?
类比2:
x=vt
v vvvvv02143
0 F t1 t2 t3 t4
t
F4
I=Ft
FFF213
F0
0 t1 t2 t3 t4
t
三、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:
三、动量定理
例2.一个质量是0.3kg的钢球,静止在水平地面上5 秒,请求出这段时间内(重力加速度g取10m/s2): (1)重力的冲量? (2)外力的总冲量是多少?
来自塞尔维亚的Vesna Vulovic曾从一万米的高空中掉下 来而没有降落伞,最终生还,这绝 对是目前的吉尼斯世界纪录。她是 JAT 367航班上的一名空姐,当时 在飞行途中,行李舱中的一枚炸弹 爆炸。飞机在高空完全解体, Vulovic直接从飞机上掉下去。又 是雪堆,她奇迹般地生还了。 Vulovic头骨摔裂,三根椎骨断裂 (其中一根完全粉碎),并昏迷了 27天。
实验器材:导轨、玻璃球(22g)、塑料球(9g)、弹簧、力传感 器、数据采集器、朗威DISLab 数字化实验室。
实验探究:探究影响物体所受撞击力F大小的因素。
问题2:研究多个物理量之间的关系应采用什么实验方 法?
理论探究:探究作用力F、物体质量m、物体 速度v、力作用时间t,之间的关系式。
建立模型:质量为m的物体,在力F(大小恒定,方向
P′
P
ΔP
类比1:
力对时间的 积累效应
力对空间的 积累效应
冲 量
动 量
Ft = mv' - mv 动
功
能
Fl = 1 mv'2 - 1 mv2
2
2
二、冲量I
1.定义: 力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 2.定义式: 3.单位: 4.冲量是: _____量 其方向与_____的方向相同。 5.冲量是:_____量,是力对时间的积累效应。
四、动量定理应用
比一比: 项目2:木块抽纸。 操作方法: 1.如图所示将木块压在纸上; 2.将纸条从木块下面抽出。
要求:比谁的木块移动距离 小。
问题4:请用动量定理对你 的操作作出合理解释?
四、动量定理的应用
说一说:
报道1、1962年,一架“子爵 号”客机,在美国的伊利奥特 市上空与一只天鹅相撞,客机 坠毁,十七人丧生。
想一想: 问题5:生活中汽车碰撞时是如何减小撞击力对驾驶员 伤害的?
问题6:轿车前面的发动机舱是不是越坚固越好?
四、动量定理应用
问题7:请同学们说一说生活中还有哪些缓冲的应用?
小结
问题8:请同学们说一说今天这节 课我们学到了什么?
四、动量定理应用
解释现象:
问题6:从万米高空掉落且没带降落伞的人有生还的可 能吗?请说出理由。
§16.2 动量和动量定理
江苏省天一中学 吴胜强
演示实验:小球撞瓦片 猜想:根据实验猜想,撞击力F的大小和什么因素有关?
实验探究:探究影响物体所受撞击力F大小的因素。 问题1:用什么测量工具可以方便测量力F的大小?
调平 螺丝
水平 轨道
支架1
支架2
倾斜 轨道
限位 夹
调平 螺丝
实验探究:探究影响物体所受撞击力F大小的因素。