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动量和动量定理 复习课
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2.掌握利用动量定理解决平均作用力、多过程、两类“柱状”模型问题的思路,提升应用动量定理分析问题的能力。
学习目标及任务
1.加深对动量、冲量、动量定律的概念及相关内容的理解;
一、动量、动量的变化量、冲量1.动量(1)定义:物体的 与的 乘积。(2)表达式: 。(3)方向:动量的方向与 的方向相同。2.动量的变化量
(1)因为动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与 的方向相同。(2)动量的变化量Δp: ,也称为动量的增量
速度
质量
p=mv
速度
Δp=p2-p1
Δv
3.冲量
(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
(2)意义:力作用在物体时间上的积累效果。
(3)表达式: ,单位为N·s,冲量为矢量,方向与力的方向相同。
二、动量定理
1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受的冲量。2.公式:
I=Ft
mv′-mv=Ft或 p′-p=I。
1.对动量定理的理解
(1)Ft=p′-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同.式中Ft是物体所受的合外力的冲量.
(2)Ft=p′-p除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因.
(3)由Ft=p′-p,得F= ,即物体所受的合外力等于物体动量的变化率.
(4)当物体运动包含多个不同过程时,可分段应用动量定理求解,也可以全过程应用动量定理求解.
技巧点拨
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方向不变的变力的冲量,若力的大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,则力F在某段时间t内的冲量 ,其中F1、F2为该段时间内初、末两时刻力的大小。对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解.
(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.
③对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即通过求Δp间接求出冲量。
动能、动量、动量变化量的比较
技巧点拨
【基础自测】一、判断题(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,则动量也不改变。 ( )(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的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是一致的。 ( )
×
√
×
×
×
×
提能点(一) 动量、动量变化量、冲量(自练通关)
1.[动量的计算]
(多选)一质量为 2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则( )A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零
1.(多选)一物块静止在粗糙水平地面上,0~4 s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2 s内速度图像如图乙所示。重力加速度g=10 m/s2,关于物块的运动,下列说法正确的是( )
A.第4 s末物块的速度为0 B.前4 s内物块的位移大小为6 m C.前4 s内拉力的冲量为0 D.物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2
【对点练习】
2.[动量变化量的理解]
如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图,运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ,运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ,忽略空气阻力,则运动员( )A.过程Ⅰ的动量变化量等于零B.过程Ⅱ的动量变化量等于零C.过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量D.过程Ⅱ的动量变化量等于重力的冲量
解析:过程Ⅰ中动量变化量等于重力的冲量,即为mgt,不为零,故A错误,C正确;运动员入水