内容正文:
物 理
第六章 动 量
第1讲 动量 动量定理
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力的作用时间
N·s
p=mv
kg·m/s
p′-p
动
量变化量
速度的变化量
合力
mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I
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√
√
√
×
√
×
√
×
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续表
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1.能用动量定理解释生活中的有关现象。
2.能利用动量定理解决相关问题,会在流体力学中建立流体“柱状”模型。
【知识总览】
【微点辨析】
(1)一个物体的运动状态变化时,它的动量一定改变。( )
(2)合力的冲量是物体动量发生变化的原因。( )
(3)动量具有瞬时性。( )
(4)物体动量的变化等于某个力的冲量。( )
(5)作用力和反作用力的冲量一定等大、反向。( )
(6)物体的动量发生改变,则合力一定对物体做了功。( )
(7)物体的动能变化时,动量一定变化。( )
(8)两物体的动量相等时,动能也一定相等。( )
考点 eq \a\vs4\al(1) 动量和冲量(互动共研)
1.动量、动能、动量变化量的比较
项目
动量
动能
动量变化量
定义
物体的质量和速度的乘积
物体由于运动而具有的能量
物体末动量与初动量的矢量差
定义式
p=mv
Ek= eq \f(1,2) mv2
Δp=p′-p
项目
动量
动能
动量变化量
矢标性
矢量
标量
矢量
特点
状态量
状态量
过程量
关联方程
Ek= eq \f(p2,2m) ,p= eq \r(2mEk)
2.冲量的计算方法
(1)恒力的冲量:直接用定义式I=Ft计算。
(2)变力的冲量
①作出F-t图线,图线与t轴所围的面积即为变力的冲量,如图所示。
②对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解。
考向1 动量与动能的比较
[例1] (多选)在光滑水平面上,原来静止的物体在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移L后动量变为p、动能变为Ek。以下说法正确的是( )
A.在F作用下,若这个物体经过位移2L,其动量等于2p
B.在F作用下,若这个物体经过位移2L,其动能等于2Ek
C.在F作用下,若这个物体经过时间2t,其动能等于2Ek
D.在F作用下,若这个物体经过时间2t,其动量等于2p
解析 在光滑水平面上,合力大小等于F的大小,根据动能定理知FL= eq \f(1,2) mv2,位移变为原来的2倍,动能变为原来的2倍,根据p= eq \r(2mEk) ,知动量变为原来的 eq \r(2) 倍,故A错误,B正确;根据动量定理知,Ft=mv,时间变为原来的2倍,动量变为原来的2倍,根据Ek= eq \f(p2,2m) 知,动能变为原来的4倍,故C错误,D正确。
答案 BD
考向2 冲量的计算
[例2] 如图所示,质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动,经过时间t1,速度为零并又开始下滑,经过时间t2回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff,重力加速度为g。在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)sinθ
B.支持力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)cosθ
C.合外力的冲量为0
D.摩擦力的总冲量为Ff(t1+t2)
解析 重力对滑块的总冲量为mg(t1+t2),A项错误;支持力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)cosθ,B项正确;整个过程中滑块的动量发生了改变,故合外力的总冲量不为0,C项错误;上滑过程和下滑过程摩擦力的方向相反,故若以沿斜面向上为正方向,摩擦力的总冲量为Ff(t2-t1),D项错误。
答案 B
1.一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.第2 s末,质点的动量为0
B.第2 s末,质点的动量方向发生变化
C.第4 s末,质点回到出发点
D.在1~3 s时间内,力F的冲量为0
解析 由题图可知,0~2 s时间内F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,所以第2 s末,质点的速度最大,动量最大,方向不变,故选项A、B错误;2~4 s内F的方向与0~2 s内F的方向不同,该质点0~2 s内做加速运动,2~4 s内做减速运动,所以质点在0~4 s内的位移均为正,第4 s末没有回到出发点,故选项C错误