内容正文:
考点要求
高考命题点实况
动量、动量定理、动量守恒定律及其应用
Ⅱ
分析近几年高考,动量、动量守恒定律是本部分的重点知识,也是高考考查的热点,高考对本知识的考查多以计算题的形式出题,难度不大.但2017年高考考纲列为必考内容之后,题型多以选择题为主,难度不太大,重点考查一些基本内容.
2017年把动量列入必考内容后,当年的高考仅以简单的选择题进行考查;但2018年的高考对该部分的命题方向呈现多样化,不仅题型上有突破,既有选择题,又有计算题;而且对知识点的考查上广泛很多.对动量、冲量的计算、碰撞与爆炸中的动量守恒都有命题点.
弹性碰撞和非弹性碰撞
Ⅰ
实验七:验证动量守恒定律
第一节 动量 冲量 动量定理
【基础梳理】
提示:速度 mv 相同 作用时间 Ft 相同 动量 冲量 p′-p
【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. ( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
做一做
篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以( )
A.减小球对手的冲量
B.减小球对手的冲击力
C.减小球的动量变化量
D.减小球的动能变化量
提示:B
对动量和冲量的理解
【知识提炼】
1.动能、动量、动量变化量的比较
动能
动量
动量变化量
定义
物体由于运动而具有的能量
物体的质量和速度的乘积
物体末动量与初动量的矢量差
定义式
Ek=mv2
p=mv
Δp=p′-p
标矢性
标量
矢量
矢量
特点
状态量
状态量
过程量
关联方程
Ek=,p=pv,p=,Ek=
联系
(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系
(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化
2.冲量的三种计算方法
公式法
利用定义式I=Ft计算冲量,此方法仅适用于恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态
图象法
利用F-t图象计算,F-t图象围成的面积表示冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量
动量定理法
如果物体受到大小或方向变化的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化量,由I=Δp求变力的冲量
3.冲量与功的比较
冲量
功
定义
作用在物体上的力和力的作用时间的乘积
作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积
单位
N·s
J
公式
I=Ft(F为恒力)
W=Flcos α(F为恒力)
标矢性
矢量
标量
意义
(1)表示力对时间的累积
(2)是动量变化的量度
(1)表示力对空间的累积
(2)是能量变化多少的量度
都是过程量,都与力的作用过程相互联系
【跟进题组】
1.如图所示是我国女子短道速滑队训练中的情景,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B.甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反
C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
答案:B
2.(2018·高考北京卷)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.某滑道示意图如图,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10 m,C是半径R=20 m圆弧的最低点.质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到达B点时速度vB=30 m/s,取重力加速度g=10 m/s2.
(1)求长直助滑道AB的长度L;
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小;
(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小.
解析:
(1)根据匀变速直线运动公式,有L=,2a)=100 m.
-v
(2)根据动量定理,有I=mvB-mvA=1 800 N·s.
(3)运动员经C点时的受力分析如图所示
根据动能定理,运动员在BC段运动的过程中,有
mgh=mv-mv
根据牛顿第二定律,有FN-mg=m,R)
联立解得FN=3 900 N.
答案:见解析
对动量定理的理解和应