内容正文:
新课程标准
考情分析
1.理解冲量和动量。通过理论推导和实验,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。
2.知道动量守恒定律的普适性。
3.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。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。
4.体会用守恒定律分析物理问题的方法,体会自然界的和谐与统一。
5.实验:验证动量守恒定律。
1.命题规律
高考对本章的考查题型较全,命题热点侧重于动量定理、动量守恒定律的理解与应用,动量守恒与能量守恒的综合应用等。
2.应对策略
(1)掌握基本概念及公式,理解其意义,并注意碰撞、反冲等常见现象。
(2)掌握动量守恒的条件,并结合能量守恒定律灵活处理力学综合问题。
(3)注重将物理规律应用于实际问题,把实际问题模型化。
第1讲 动量 冲量 动量定理
一、动量、动量的变化量、冲量
1.动量
(1)定义:物体的质量与速度的乘积。
(2)表达式:p=mv。
(3)方向:动量的方向与速度的方向相同。
2.动量的变化量
(1)动量的变化量Δp是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
(2)动量的变化量:Δp=p′-p。
3.冲量
(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
(2)公式:I=Ft。
(3)单位:N·s。
(4)方向:冲量是矢量,其方向与力的方向相同。
二、动量定理
1.内容:物体在一个运动过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量。
2.公式:mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I。
3.动量定理的理解
(1)动量定理反映了力的冲量与动量变化量之间的因果关系,即外力的冲量是原因,物体的动量变化量是结果。
(2)动量定理中的冲量是合力的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。
(3)动量定理表达式是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
一、易混易错判断
1.两物体的动量相等,动能也一定相等。(×)
2.动量变化的大小,不可能等于初末状态动量大小之和。(×)
3.物体的动量变化量等于某个力的冲量。(×)
4.物体沿水平面运动,重力不做功,重力的冲量也等于零。(×)
5.物体的动量越大,则物体的惯性就越大。(×)
6.物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的。(√)
二、经典小题速练
1.(人教版教材原题改编)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大小变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量大小及方向分别为( )
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 以原来运动的方向为正方向,由定义式Δp=mv′-mv得Δp=(-7×0.5-3×0.5) kg·m/s=-5 kg·m/s,负号表示Δp的方向与原运动方向相反。
2.(人教版教材原题改编)(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/s
B.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D.t=4 s时物块的速度为零
解析:AB 前2 s内物块做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a1== m/s2=1 m/s2,t=1 s时物块的速率v1=a1t1=1 m/s,A正确;t=2 s时物块的速率v2=a1t2=2 m/s,动量大小为p2=mv2=4 kg·m/s,B正确;物块在2~4 s 内做匀减速直线运动,加速度的大小为a2==0.5 m/s2,t=3 s时物块的速率v3=v2-a2t3=(2-0.5×1) m/s=1.5 m/s,动量大小为p3=mv3=3 kg·m/s,C错误;t=4 s时物块的速度v4=v2-a2t4=(2-0.5×2) m/s=1 m/s,D错误。
考点一 动量、冲量的理解及计算(基础考点)
1.动量与动能的联系
(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。
(3)动量与动能的大小关系:p=或Ek=。
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。
3.冲量和功的区别
(1)冲量是矢量,功是标量。
(2)冲量表示力对时间的积累作用,是动量变化的量度,功表示力对力