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1、動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律,第 六 章,考 試 說(shuō) 明,第1講 動(dòng)量 動(dòng)量定理,知識(shí)梳理自測(cè),1動(dòng)量 (1)定義:運(yùn)動(dòng)物體的________和________的乘積。 (2)公式:p________。 (3)單位:______________,符號(hào)是________________。 (4)矢量性:方向與________的方向相同,運(yùn)算遵循__________________。 2動(dòng)量變化量 (1)定義:物體在某段時(shí)間內(nèi)_________與_________的矢量差(也是矢量)。 (2)動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的運(yùn)算:選定一個(gè)正方向,動(dòng)量、動(dòng)量的變化量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示,p___________
2、_。,知識(shí)點(diǎn)1,動(dòng)量,質(zhì)量,速度,mv,千克米每秒,kgm/s,速度,平行四邊形定則,末動(dòng)量,初動(dòng)量,pp,1沖量 (1)定義:力與力的____________的乘積。 (2)公式:I________。 (3)單位:__________,符號(hào)是__________。 (4)矢量性:方向與____________相同。 (5)物理意義:反映力的作用對(duì)________的積累效應(yīng)。 2動(dòng)量定理 (1)內(nèi)容:物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受______________。 (2)表達(dá)式:mvmv__________或pp__________。,知識(shí)點(diǎn)2,動(dòng)量定理,作用時(shí)間,Ft,牛頓
3、秒,Ns,力的方向,時(shí)間,合力的沖量,F合t,F合t,思考:教材中是如何推導(dǎo)動(dòng)量定理表達(dá)式的?,思維診斷: (1)某物體的速度大小不變,動(dòng)量一定不變。() (2)物體的質(zhì)量越大,動(dòng)量一定越大。() (3)物體的動(dòng)量相同,其動(dòng)能一定也相同。() (4)沖量是矢量,其方向與恒力的方向相同。() (5)力越大,力對(duì)物體的沖量越大。() (6)若物體在一段時(shí)間內(nèi),其動(dòng)量發(fā)生了變化,則物體在這段時(shí)間內(nèi)的合外力一定不為零。(), ,1(2018湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(多選)下列關(guān)于力的沖量和動(dòng)量的說(shuō)法中正確的是() A物體所受的合外力為零,它的動(dòng)量一定為零 B物體所受的合外力做的功為零,它的動(dòng)量變化量
4、一定為零 C物體所受的合外力的沖量為零,它的動(dòng)量變化量一定為零 D物體所受的合外力不變,它的動(dòng)量變化率不變,CD,2質(zhì)量為5kg的物體,原來(lái)以v5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)受到跟運(yùn)動(dòng)方向相同的沖量15Ns的作用,物體的動(dòng)量大小變?yōu)?) A80kgm/sB160kgm/s C40kgm/sD10kgm/s 解析取初速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量定理Imvmv代入數(shù)據(jù)可知C項(xiàng)正確。,C,3(2018江西南昌一中月考)籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí),通常要先伸出兩臂迎接,手接觸到球后,兩臂隨球迅速引至胸前。這樣做可以() A減小球?qū)κ值臎_量 B減小球的動(dòng)量變化率 C減小球的動(dòng)量變化量 D減小球的動(dòng)能變化量
5、解析題中所述接球動(dòng)作是為了通過(guò)延長(zhǎng)作用時(shí)間減小籃球?qū)\(yùn)動(dòng)員的作用力,即減小球的動(dòng)量變化率。,B,核心考點(diǎn)突破,1動(dòng)量的性質(zhì) (1)瞬時(shí)性:通常說(shuō)物體的動(dòng)量是物體在某一時(shí)刻或某一位置的動(dòng)量,動(dòng)量的大小可用pmv表示。 (2)矢量性:動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同。 (3)相對(duì)性:因物體的速度與參考系的選取有關(guān),故物體的動(dòng)量也與參考系的選取有關(guān)。,對(duì)動(dòng)量、沖量的理解,考點(diǎn)一,2沖量的性質(zhì) (1)過(guò)程量:沖量描述的是力的作用對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng),取決于力和時(shí)間這兩個(gè)因素,所以求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。 (2)矢量性:沖量的方向與力的方向相同,與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量
6、的方向相同。,3動(dòng)量和動(dòng)能的比較,例 1,BCD,方法總結(jié): 動(dòng)量與沖量的應(yīng)用技巧 (1)動(dòng)量、動(dòng)量的變化量、沖量、力都是矢量,解題時(shí),先要規(guī)定正方向,與正方向相反的要取負(fù)值。 (2)恒力沖量的計(jì)算首先考慮公式,其次考慮用動(dòng)量定理求解;變力沖量的計(jì)算首先用動(dòng)量定理求解,其次可考慮Ft圖象中的面積對(duì)應(yīng)沖量。 (3)總沖量的三種求法:若各個(gè)外力是恒力,且各力的作用時(shí)間也相同,可以先求出合力再乘以時(shí)間求沖量,即I合F合t。若各個(gè)外力是恒力,但各力的作用時(shí)間不相同,可以先求出每個(gè)外力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的沖量,然后求各外力沖量的矢量和。若外力是變力,可以應(yīng)用動(dòng)量定理求合外力的沖量。,(2018西藏拉薩一模)原
7、來(lái)靜止的物體受合力作用時(shí)間為2t0,作用力隨時(shí)間的變化情況如圖所示,則(),類題演練 1 ,C,,A0t0時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化與t02t0時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化相同 B0t0時(shí)間內(nèi)物體的平均速率與t02t0時(shí)間內(nèi)平均速度不等 Ct2t0時(shí),物體的速度為零,外力在2t0時(shí)間內(nèi)對(duì)物體的沖量為零 D0t0時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化率與t02t0時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化率相同,解析由動(dòng)量定理得合力的沖量等于動(dòng)量的變化量,0t0時(shí)間內(nèi)、t02t0時(shí)間內(nèi),合力的沖量大小相等,方向相反,則動(dòng)量變化量大小相等,方向相反,A錯(cuò)誤;由題中圖線可知,0t0時(shí)間內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t02t0時(shí)間內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),位移大小相等,平均
8、速度相等,B錯(cuò)誤;在02t0時(shí)間內(nèi),合力的沖量為零,則動(dòng)量的變化量為零,初狀態(tài)速度為零,則2t0時(shí)物體的速度為零,C正確;動(dòng)量的變化率等于合力,0t0時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化率與t02t0時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化率大小相等,方向相反,D錯(cuò)誤。,1應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟 (1)明確研究對(duì)象和研究過(guò)程 研究對(duì)象可以是一個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)各物體可以是保持相對(duì)靜止的,也可以是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。研究過(guò)程既可以是全過(guò)程,也可以是全過(guò)程中的某一階段。,對(duì)動(dòng)量定理的理解及應(yīng)用,考點(diǎn)二,(2)進(jìn)行受力分析 只分析研究對(duì)象以外的物體施加給研究對(duì)象的力,所有外力之和為合外力。研究對(duì)象內(nèi)部的相互作用力(內(nèi)力)
9、會(huì)改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動(dòng)量,但不影響系統(tǒng)的總動(dòng)量,因此不必分析內(nèi)力。如果在所選定的研究過(guò)程的不同階段中物體的受力情況不同,則要分別計(jì)算它們的沖量,然后求它們的矢量和。 (3)規(guī)定正方向 由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量,在一維的情況下,列式前先規(guī)定一個(gè)正方向,與規(guī)定的正方向相同的矢量為正,反之為負(fù)。 (4)寫(xiě)出研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合外力的沖量(或各外力在各個(gè)階段的沖量的矢量和)。 (5)根據(jù)動(dòng)量定理列式求解。,2應(yīng)用動(dòng)量定理解題的注意事項(xiàng) (1)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,列式時(shí)要注意各個(gè)量與規(guī)定的正方向之間的關(guān)系(即要注意各個(gè)量的正、負(fù))。 (2)動(dòng)量定理中的沖量是合外力的沖量,而不是某一個(gè)
10、力的沖量,它可以是合力的沖量,也可以是各力沖量的矢量和,還可以是外力在不同階段的沖量的矢量和。 (3)應(yīng)用動(dòng)量定理可以只研究一個(gè)物體,也可以研究幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。 (4)初態(tài)的動(dòng)量p是系統(tǒng)各部分動(dòng)量之和,末態(tài)的動(dòng)量p也是系統(tǒng)各部分動(dòng)量之和。 (5)對(duì)系統(tǒng)各部分的動(dòng)量進(jìn)行描述時(shí),應(yīng)該選取同一個(gè)參考系,不然求和無(wú)實(shí)際意義。,(2018山西省太原市高三上學(xué)期期末)在我國(guó)很多地方都建有鐘樓,每逢重大節(jié)日都會(huì)進(jìn)行撞鐘儀式。如圖所示,在大鐘旁用鋼絲吊著質(zhì)量為m的撞錘(可視為質(zhì)點(diǎn)),其懸點(diǎn)O與撞錘重心的距離為L(zhǎng),撞錘靜止時(shí)恰好與大鐘相接觸。光滑輕質(zhì)定滑輪與O等高,跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩一端連在撞錘上,另一端
11、自然下垂。某次撞鐘時(shí),抓住繩子的自由端往下拉至37時(shí)靜止,此時(shí)連接撞錘的兩根繩恰好成直角,然后突然松手,撞錘擺動(dòng)后撞擊大鐘發(fā)出聲音。(不計(jì)空氣阻力,取sin370.6,cos370.8),例 2,,(1)撞錘被拉起靜止時(shí),人對(duì)繩的拉力是多大? (2)撞錘撞擊大鐘前的瞬間,鋼絲的彈力是多大? (3)若撞錘撞擊大鐘后速度變?yōu)?,大鐘對(duì)撞錘的沖量是多大? 解析(1)撞錘被拉起靜止時(shí),設(shè)人對(duì)繩的拉力為F1,鋼絲錘的拉力為F2 則由受力分析得:F1cosF2sinmg F1sinF2cos 聯(lián)立得: F10.8mg,質(zhì)量為60kg的建筑工人不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護(hù),使他懸掛起來(lái);已知彈性安全
12、帶的緩沖時(shí)間是1.2s,安全帶長(zhǎng)5m,不計(jì)空氣阻力影響,g取10m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小為() A100NB500N C600ND1100N,類題演練 2 ,D,階段培優(yōu)微專題,用動(dòng)量定理求解流體沖擊力問(wèn)題 應(yīng)用動(dòng)量定理求解流體沖擊力,關(guān)鍵是“柱體微元”模型,具體思路是: (1)在極短時(shí)間t內(nèi),取一小柱體作為研究對(duì)象。 (2)求小柱體的體積VvSt (3)求小柱體質(zhì)量mVvSt (4)求小柱體的動(dòng)量變化pvmv2St (5)應(yīng)用動(dòng)量定理Ftp,(2018遼寧沈陽(yáng)一模)有一宇宙飛船,它的正面面積S2m2,以v3103m/s的相對(duì)速度飛入一宇宙微粒塵區(qū)。此微粒塵區(qū)1m3空間中有一個(gè)微
13、粒,每一個(gè)微粒的平均質(zhì)量m2107kg。設(shè)微粒與飛船外殼碰撞后附著于飛船上,要使飛船速度不變,飛船的牽引力應(yīng)增加() A3.6103NB3.6N C1.2103ND1.2N,例 3,B,類題演練 3 ,C,2年高考模擬,1(2018課標(biāo),14)高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在啟動(dòng)階段,列車的動(dòng)能() A與它所經(jīng)歷的時(shí)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(dòng)量成正比,B,2(2017全國(guó)卷)(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,則() At1s時(shí)物塊的速率為1m/s Bt2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為
14、4kgm/s Ct3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kgm/s Dt4s時(shí)物塊的速度為零 解析根據(jù)Ft圖線與時(shí)間軸圍成的面積的物理意義為合外力F的沖量,可知在01s、02s、03s、04s內(nèi)合外力沖量分別為2Ns、4Ns、3Ns、2Ns,應(yīng)用動(dòng)量定理Imv可知物塊在1s、2s、3s、4s末的速率分別為1m/s、2m/s、1.5m/s、1m/s,物塊在這些時(shí)刻的動(dòng)量大小分別為2kgm/s、4kgm/s、3kgm/s、2kgm/s,則A、B項(xiàng)均正確,C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。,AB,,3(2017天津卷)“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓
15、周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是(),B,,A摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客的機(jī)械能保持不變 B在最高點(diǎn)時(shí),乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力 C摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,乘客重力的沖量為零 D摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變,解析摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中乘客的動(dòng)能不變,重力勢(shì)能一直變化,故機(jī)械能一直變化,A錯(cuò)誤;在最高點(diǎn)乘客具有豎直向下的向心加速度,重力大于座椅對(duì)他的支持力,B正確;摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,乘客重力的沖量等于重力與周期的乘積,C錯(cuò)誤;重力瞬時(shí)功率等于重力與速度在重力方向上的分量的乘積,而轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中速度在重力方向上的分量是變化的,所以重力的瞬時(shí)功率也是變化的,D錯(cuò)誤。,4(2018江蘇單科,12C
16、(3))如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)速度的大小為v,方向向下。經(jīng)過(guò)時(shí)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。 答案2mvmgt,,5(2018北京理綜,22)2022年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如下,長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h(yuǎn)10m,C是半徑R20m圓弧的最低點(diǎn)。質(zhì)量m60kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開(kāi)始勻加速下滑,加速度a4.5m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB30m/s。取重力加速度g10m/s2。,,(1)求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度L; (2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量I的大?。?(3)若不計(jì)BC段的阻力,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。,答案(1)100m(2)1 800Ns (3)受力圖如圖所示3 900N,,,