(完整版)动量定理知识点及题型解析
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第6章 第1课时 动量 动量定理
考点内容 要求 考纲解读
动量,冲量,动量定理
Ⅱ 本章是高考考查的重点,主要考查动量和能量的综合、动量守恒与牛顿运动定律、运动学规律、机械能知识的综合,考试题目往往涉及多个物体、多个过程,必须灵活选取研究对象,巧妙运用动量的观点、能量的观点等,才能顺利求解.
预计本章在高考中,还将以综合考查为主,综合牛顿运动定律、动量定理、动能定理、
动量守恒定律、机械能守恒定律等知识进行考查.题型以计算题为主,难度中等以上.命题背景多与碰撞、反冲、平抛运动、圆周运动等相联系,侧重考查学生分析问题、解决问题的能力.
动量守恒定律
Ⅱ 动量知识和机械能知识的应用(包
括碰撞、反冲、火箭) Ⅱ 实验:验证动量守恒定律
说明:动量定理和动量守恒定律的
应用只限于一维的情况
【考纲解读】1.理解动量、冲量的概念.
2.掌握并能应用动量定理进行有关计算及解释有关现象.
➢ 考点梳理
一、动量和冲量 1.动量
(1)定义:物体的质量和速度的乘积.
(2)表达式:p =mv .单位:千克米每秒(kg·m/s). (3)动量的三性
①矢量性:方向与速度的方向相同.
②瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,动量定义中的速度是瞬时速度,是针对某一时刻而言的.
③相对性:大小与参考系的选择有关,通常情况是指相对地面的动量. (4)动量与动能的大小关系:p =2mE k . 2.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.
(4)物理意义:表示力对时间的积累.
(5)作用效果:使物体的动量发生变化.
二、动量定理
1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量的变化.
2.表达式:Ft=Δp=p′-p.
3.矢量性:动量变化量的方向与冲量方向相同,还可以在某一方向上应用动量定理.
1.[对动量概念的考查]
下列关于动量的说法中正确的是()
A.质量大的物体动量一定大
B.质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C.一个物体的速率改变,它的动量不一定改变
D.一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变
答案 D
解析根据动量的定义p=mv,它由速度和质量共同决定,故A错;又因动量是矢量,它的方向与速度方向相同,而质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,方向不一定相同,故B错;一个物体速率改变则它的动量大小一定改变,故C错;物体的运动状态变化指速度发生变化,它的动量也就发生了变化,故D对.
2.[对冲量概念的考查]
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受力的方向
答案 A
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,物体的动量就发生了变化.因此说冲量是物体动量变化的原因,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,所以B选项不正确;物体所受冲量I=Ft与物体的动量的大小p=mv无关,C选项不正确;冲量是一个过程量,只有在某一过程中力的方向不变时,冲量的方向才与力的方向相同,故D选项不正确.
3.[动量定理的理解与应用]
一位质量为m 的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt 时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v .在此过程中 ( )
A .地面对他的冲量为mv +mg Δt ,地面对他做的功为mv 2
2
B .地面对他的冲量为mv +mg Δt ,地面对他做的功为零
C .地面对他的冲量为mv ,地面对他做的功为mv 2
2
D .地面对他的冲量为mv -mg Δt ,地面对他做的功为零 答案 B
解析 首先,由动量定理可知,合外力的冲量等于运动员动量的改变量,有表达式I G +I F =Δp ,即-mg Δt +I F =mv -0,I F =mv +mg Δt ,地面对运动员的作用力只有支持力,所以地面对运动员的冲量为mv +mg Δt ,排除C 、D 选项;另外,由于地面对运动员的支持力的作用点未发生位移,所以支持力对运动员不做功,故该题正确选项为B.
4.[恒力的冲量的计算]
放在水平面上质量为m 的物体,用一水平力F 推时间t ,但物体始终没有移动,则这段时间内F 对物体的冲量为 ( ) A .0
B .Ft
C .mgt
D .无法判断
答案 B
解析 对于冲量的理解应该与做功区分开,当有力作用在物体上时,经过一段时间的累积,该力就对物体有冲量,不管物体是否移动.按照冲量概念的定义,物体受到的力的冲量大小和方向只与F 有关,大小等于Ft ,方向与F 相同,所以答案为B.
这里需要注意,物体始终没有移动是因为物体还受到地面的静摩擦力的作用,静摩擦力的冲量总是与力F 的冲量大小相等、方向相反,其合冲量为零. 5.[变力的冲量的计算]
光滑水平桌面上,一球在绳拉力作用下做匀速圆周运动,已知球的质量为m ,线速度为v ,且绳长为l ,试求球运动半个圆周过程中绳拉力的冲量大小. 答案 2mv
解析 球做匀速圆周运动时,受重力G 、桌面支持力F N 及绳子的拉力F 绳,重力G 和支持力F N 平衡,绳子拉力即为合力,尽管F 绳=mv 2
l 大小恒定,但方向时刻在变,不能用冲量公式I =Ft 计算.
在运动半个圆周过程中由动量定理可知I 绳=Δp =2mv . (错解:F =mv 2l ,t =12T =12×2πl v =πl v ,I =Ft =mv 2l ·πl
v
=πmv ).