内容正文:
第一章 动量守恒定律
第1部分 知识总结
内容1:动 量
1.动量
(1)定义:物体质量与其速度的乘积叫动量,即p=mv.
(2)单位:国际单位制单位是千克米每秒,符号是kg·m/s.
(3)动量是矢量,其方向跟速度的方向相同.
2.动量的变化量
(1)动量的变化量公式:Δp=p2-p1=mv2-mv1=mΔv.
(2)矢量性:其方向与Δv的方向相同.
(3)如果物体在一条直线上运动,分析计算Δp以及判断Δp的方向时,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算.
知识演练
1.(多选)在利用摆球测量小球碰撞前后的速度的实验中,下列说法正确的是( )
A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长
B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度
C.两小球必须都是钢性球,且质量相同
D.两小球碰后可以粘在一起共同运动
【解析】ABD 细绳长度适当,便于操作;两绳等长,保证两球对心碰撞,故A正确;由静止释放,初动能为零,可由mgL(1-cos α)=mv2计算碰前小球速度,方便简单,故B正确;为保证实验的普适性,两球质地是任意的,质量也需考虑各种情况,但大小相同才能正碰,故C错误;碰后分开或共同运动都是实验所要求的,故D正确.
2.(多选)关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A.动量大的物体,惯性不一定大
B.动量大的物体,运动一定快
C.动量相同的物体,运动方向一定相同
D.动量相同的物体,动能也一定相同
【解析】AC 物体的动量是由速度和质量两个因素决定的,动量大的物体质量不一定大,惯性也不一定大,A对;同样,动量大的物体速度也不一定大,B错;动量相同指的是动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是物体运动的方向,故动量相同的物体运动方向一定相同,C对;由动量和动能的关系p=可知,只有质量相同的物体动量相同时,动能才相同,故D错.
3.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于 ( )
A.1∶1 B.1∶
C.1∶2 D.1∶4
【解析】B 物体做初速度为零的匀加速直线运动,则有v=2ah,v=2a·2h,则p1=mv1=m,p2=mv2=m,所以p1∶p2=1∶,选项B正确.
4.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速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为( )
A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反
B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同
C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反
D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同
【解析】A 以原来的运动方向为正方向,动量的变化量Δp=(-7)×0.5 kg·m/s-3×0.5 kg·m/s=-5 kg·m/s,负号表示Δp的方向与原方向相反.
内容2:动量定理
一、动量定理
1.冲量
2.动量定理
(1)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)=mv′-mv.
冲量的大小与物体是否运动无关.
二、动量定理的应用
根据动量定理可知:如果物体的动量发生的变化是一定的,那么作用时间短,物体受的力就大;作用时间长,物体受的力就小.
知识演练
1.(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Ft
C.拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ
D.合力对物体的冲量大小为零
【解析】BD 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个方向上力的冲量,某一个力的冲量与另一个力的冲量无关,故拉力F的冲量为Ft,A、C错误,B正确;物体处于静止状态,合力为零,合力的冲量为零,D正确.
2.同一人以相同的力量跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,这是由于( )
A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小
B.人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小
C.人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小
D.人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小
【解析】D 落地前的速度是一定的,初动量是一定的,所以选项A错误;落地后静止,末动量一定,人的动量变化是一定的,选项B错误;由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化,所以两种情况下人受到的冲量相等,选项C错误;落在沙坑里力作用的时间长,落在水泥地上力作用的时间短,根据动量定理,在动量变化一定的情况下,时间t越长,则受到的冲力F越小,故选项D正确.
3.如图所示,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条.若缓慢拉动纸条(此过程中杯子相对纸条滑动