内容正文:
素养解读·评价要求
1.本章是高考常考内容,涉及的核心知识是动量定理、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。素养方面,重在落实理解常见的碰撞或反冲模型,同时,关注与实际生活和生产密切联系的问题,学会把实际问题模型化,学会应用数学知识处理物理问题的方法。
2.本章常用物理思想方法:物理模型法、图像法、微元法、分析推理法、数理结合法等。
3.高考对本章的命题,题型既有选择题,又有实验题,还可能是计算题。计算题常与动力学和能量的知识相结合,具有较强的综合性,考查考生的分析综合能力,难度较大。
第1讲 冲量 动量 动量定理
授课提示:对应学生用书第164页
一、冲量
1.定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
2.表达式:I=Ft。
3.单位:冲量的单位是牛秒,符号是 N·s。
4.方向:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向相同。
二、动量定理
1.动量
(1)定义:质量和速度的乘积叫作物体的动量,通常用p来表示。
(2)表达式:p=mv。
(3)单位:kg·m/s。
(4)标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同。
(5)动量的变化
①因为动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
②动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量,即Δp=p′-p。
2.动量定理
(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量。
(2)表达式:Ft=Δp=p′-p。
(3)矢量性:动量变化量的方向与合力的冲量的方向相同,可以在某一方向上用动量定理。
一、判断题
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、选择题
1.(多选)关于动量的概念,下列说法中正确的是( )
A.动量大的物体惯性一定大
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.动量相同的物体速度小的惯性大
解析: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错误;同样,动量大的物体速度也不一定大,B错误;动量相同指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正确;动量相同的物体,速度小的质量大,惯性大,D正确。
答案:CD
2.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10 kg·m/s B.-10 kg·m/s
C.40 kg·m/s D.-40 kg·m/s
解析:动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正方向,则小球的初动量p1=mv1=25 kg·m/s,末动量p2=mv2=-15 kg·m/s,所以动量的变化Δp=p2-p1=-40 kg·m/s。
答案:D
3.(2021·湖南卷)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应p -x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p -x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
解析:质点做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为a,则v2=2ax,而动量p=mv,联立可得p=m,动量p为矢量且为正值,故选项D正确,选项A、B、C错误。
答案:D
4.(2021·湖北卷)抗日战争时期,我军缴获不少敌军武器武装自己,其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g,出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中,机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N,则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为( )
A.40 B.80 C.120 D.160
解析:设1分钟内射出的子弹数量为n,则对这n颗子弹由动量定理得Ft=nmv0,代入数据解得n=120,选项C正确,A、B、D错误。
答案:C
授课提示:对应学生用书第165页
考点一 对冲量、动量的理解及计算
1.冲量与功的比较
冲量
功
定义
作用在物体上的力和力的作用时间的乘积
作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积
单位
N·s
J
公式
I=FΔt(F为恒力)
W=Flcos α(F为恒力)
标矢性
矢量
标量
意义
(1)表示力对时间的累积
(2)是动量变化的量度
(1)表示力对空间的累积
(2)是能量变化多少的量度
说明
作