内容正文:
第六章 动量守恒定律
考情概览(教师备用)
知识内容 近年考题
2019年 2020年 2021年 2022年 2023年
4月 1月 7月 1月 6月 1月 6月 1月
1.动量和动量定理 21 23 21 21
2.动量守恒定律 15D 12 21 21 18
3.碰撞 20
4.反冲运动 火箭
课标解读
1.理解冲量和动量,理解动量定理和动量守恒定律,能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。
2.了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点,能定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。知道反冲现象及其特点。
3.体会用动量守恒定律分析物理问题的方法,能综合应用动力学、能量的观点分析解决综合性问题。
课时1 动量定理
基础梳理
一、动量
1.定义:物体的质量和 的乘积叫作物体的动量,通常用p来表示。
2.表达式:p= 。
3.单位: 。
4.标矢性:动量是 ,其方向和 方向相同。
二、冲量
1.定义:力与力的 的乘积。
2.表达式:I= 。单位:牛秒(N·s)。
3.标矢性:冲量是矢量,它的方向由 的方向决定。
4.物理意义:表示力的作用对 的累积效应。
5.作用效果:使物体的 发生变化。
速度
mv
kg·m/s
矢量
速度
作用时间
FΔt
力
时间
动量
三、动量定理
1.内容:物体在一个过程中所受力的 等于它在这个过程始末的
。
2.表达式:FΔt=Δp= =mv′ -mv。
3.矢量性:动量定理表达式是 式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
4.适用范围:不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对微观粒子的高速运动同样适用。
冲量
动量变化量
p′ -p
矢量
夯实考点
[例1] 如图所示,一段不可伸长的轻质细绳长为L,一端固定在O点,另一端系一个质量为m的小球(可视为质点)。保持细绳处于伸直状态,把小球拉到跟O点等高的位置由静止释放,在小球摆到最低点的过程中,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则( )
动量和冲量
C
计算冲量的三种方法
(1)使用定义式I=FΔt求解,此方法仅限于恒力的冲量。
(2)利用F-t图像计算,F-t围成的面积可以表示冲量。
(3)根据动量定理求解:合力的冲量等于物体动量的变化量。
[变式1] (多选)如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑,不计空气阻力,在它们到达斜面底端的过程中
( )
A.重力的冲量相同
B.斜面弹力的冲量不同
C.斜面弹力的冲量均为零
D.合力的冲量不同
BD
考向1:运用动量定理解释现象
[例2] 如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点。若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点
B.在P点左边
C.在P点右边不远处
D.在P点右边原水平位移的两倍处
动量定理的理解和应用
B
解析:纸条抽出的过程,铁块所受的滑动摩擦力一定,以v的速度抽出纸条,铁块落在P点,以2v的速度抽出纸条的过程,铁块所受滑动摩擦力作用时间较短,铁块获得速度较小,平抛运动的水平位移较小,故B选项正确。
[变式2] 跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,这是由于( )
A.人跳在沙坑上的动量比跳在水泥地上小
B.人跳在沙坑上的动量变化比跳在水泥地上小
C.人跳在沙坑上受到的冲量比跳在水泥地上小
D.人跳在沙坑上受到的冲力比跳在水泥地上小
D
解析:跳远时,落地前的速度大小约等于起跳时速度的大小,则初动量大小一定;落地后静止,末动量一定。所以,人接触地面过程的动量变化量Δp一定,受到的冲量大小一定。因落在沙坑上作用的时间长,落在水泥地上作用的时间短,根据动量定理FΔt=Δp知,Δt长则F小,故D正确。
考向2:应用动量定理解决实际问题
[例3] 人们对手机的依赖性越来越强,经常出现手机砸到地面上,造成手机损坏的情况。若手机质量为120 g,从离地面约20 cm的高度无初速度掉落,砸到地面后手机未反弹,手机受到的冲击时间约为0.2 s,重力加速度g取10 m/s2。下列分析正确的是( )
A.手机与地面作用过程中手机动量变化量约为0.48 kg·m/s
B.手机对地面的冲量大小约为0.48 N·s
C.手机对地面的冲量方向竖直向上
D.手机对地面的作用力大小约为0.24 N
B
应用动量定理解题的注意事项
(1)动量定理的表达式是矢量式,列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系(即要注意各个量的