1 動(dòng)量—2021屆高中物理一輪復(fù)習(xí)暑假專題學(xué)案（選修3-5）

1、一輪復(fù)習(xí)暑假專題-選修3-5學(xué)案1動(dòng)量一、動(dòng) 量1.動(dòng)量 (1)定義:物理學(xué)中把運(yùn)動(dòng)物體的和的乘積叫作物體的動(dòng)量。 (2)表達(dá)式:p=。  (3)單位:kg·m/s。(4)矢量性:物體在某時(shí)刻的動(dòng)量方向與物體。 (5)動(dòng)量與動(dòng)能的比較。物理量動(dòng)量動(dòng)能定義物體質(zhì)量與速度的乘積物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量定義式p=mvEk=12mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量特征狀態(tài)量狀態(tài)量關(guān)聯(lián)式p=2mEkEk=p22m2.沖量 (1)定義:物理學(xué)中把的乘積叫作力的沖量。 (2)定義式:I=。 (3)單位:N·s。(4)矢量性:沖量的方向跟的方向相同。

2、60;(5)物理意義:沖量反映力的作用對(duì)的累積效應(yīng)。 3.動(dòng)量的變化量 (1)物體在某段時(shí)間內(nèi)與的矢量差叫作物體在這段時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量的變化。 (2)計(jì)算式:p=。 (3)動(dòng)量的變化是矢量。4.動(dòng)量定理 (1)內(nèi)容:物體在一個(gè)過(guò)程中的變化量等于其在這個(gè)過(guò)程中所受到的的沖量。 (2)表達(dá)式:I=。 (3)物理意義:沖量是物體變化的量度。 (4)動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的比較物理規(guī)律動(dòng)量定理動(dòng)能定理內(nèi)容物體在一個(gè)過(guò)程中動(dòng)量的變化量等于其在此過(guò)程中所受合外力的沖量物體在某一過(guò)程中動(dòng)能的變化量等于在此過(guò)程中合外力對(duì)物體所做的功表達(dá)式I=mv2-mv1W

3、=12mv22-12mv12標(biāo)矢性矢量式標(biāo)量式物理意義反映力的作用對(duì)時(shí)間的累積效果反映力的作用對(duì)位移的累積效果答案質(zhì)量速度mv速度方向相同力與力的作用時(shí)間Ft力時(shí)間末動(dòng)量初動(dòng)量p2-p1動(dòng)量合外力p2-p1動(dòng)量二、對(duì)沖量的理解和計(jì)算1.沖量的計(jì)算(1)恒力的沖量:直接根據(jù)定義有I=Ft。(2)平均力的沖量:若力的大小隨時(shí)間成線性變化而方向不變,則可以根據(jù)平均力計(jì)算沖量,即I=F1+F22t。注意力是對(duì)時(shí)間取平均值,而不是對(duì)位移取平均值。(3)變力的沖量:根據(jù)動(dòng)量定理求解I=p=p2-p1,注意要遵從矢量運(yùn)算。(4)在F-t圖象中,圖象和坐標(biāo)軸圍成的面積就是沖量的大小。2.沖量的矢量性(1)如果

4、在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變,沖量的方向就是力的方向。(2)如果在作用時(shí)間內(nèi)力的方向改變,那么沖量的方向?yàn)閯?dòng)量變化量的方向,也就是速度變化量的方向。(3)合力的沖量是每個(gè)分力沖量的矢量和,遵循平行四邊形法則。三、沖量和功的區(qū)別1.沖量和功都是過(guò)程量。沖量表示力對(duì)時(shí)間的積累作用,功表示力對(duì)位移的積累作用。2.沖量是矢量,功是標(biāo)量。3.力作用的沖量不為零時(shí),力做的功可能為零;力做的功不為零時(shí),力作用的沖量一定不為零。四、動(dòng)量定理的應(yīng)用1.動(dòng)量定理揭示了合力的沖量與動(dòng)量變化量之間的因果關(guān)系:沖量是物體動(dòng)量變化的原因。2.動(dòng)量定理是矢量關(guān)系,使用時(shí)應(yīng)首先確立正方向,再列式。3.當(dāng)物體同時(shí)受到多個(gè)力的時(shí)候,

5、決定物體動(dòng)量變化的不是某一個(gè)力的沖量,而是所有力的沖量的矢量和。4.應(yīng)用動(dòng)量定理的一般步驟:應(yīng)用動(dòng)量定理和應(yīng)用動(dòng)能定理是一樣的,先要明確研究對(duì)象和研究過(guò)程(研究過(guò)程可以是全過(guò)程的,也可以是全過(guò)程中的某一段)。進(jìn)行受力分析,分析研究對(duì)象以外的物體施加給研究對(duì)象的力(外力),不必分析內(nèi)力。規(guī)定正方向。寫(xiě)出研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合力的沖量(或者各個(gè)外力沖量的矢量和),根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解。與速度和距離(位移)有關(guān)的過(guò)程,注意應(yīng)用動(dòng)能定理;與速度和時(shí)間相關(guān)的過(guò)程,注意應(yīng)用動(dòng)量定理。五、利用動(dòng)量定理求變力的沖量一般來(lái)講,用牛頓第二定律能解決的問(wèn)題,用動(dòng)量定理也能解決,如果題目中不涉及加速度和位移,用動(dòng)

6、量定理求解更為簡(jiǎn)便。并且,在高中階段,牛頓第二定律不適合求解變力問(wèn)題,而動(dòng)量定理則不僅適用于恒力的作用,也適用于隨時(shí)間變化的力的作用,在這種情況下,動(dòng)量定理中的力應(yīng)該理解為力在這段時(shí)間內(nèi)的平均值。(1)若作用在物體上的力為變力,則不能直接用I=Ft求變力的沖量,只能通過(guò)求動(dòng)量的變化量來(lái)求變力的沖量I=p。(2)若作用在物體上有多個(gè)力,則改變物體動(dòng)量的不是某個(gè)力產(chǎn)生的沖量,而是合力的沖量,求合力的沖量有兩種方法,一是先求出所有外力的合力,再求合力的沖量,二是先求每個(gè)力的沖量,再求所有外力的沖量的矢量和。課堂練習(xí)1.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半圓槽,A、C等高,B為圓槽最低點(diǎn),小球從A點(diǎn)正上方O點(diǎn)由

7、靜止釋放,從A點(diǎn)切入圓槽,剛好能運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)。設(shè)球在AB段和BC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2,合外力的沖量大小為I1、I2,則()。A.t1>t2B.t1=t2 C.I1>I2 D.I1=I22.(2019湖北武漢開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,光滑的斜面固定在水平面上,底端裝有擋板,質(zhì)量為m的小滑塊自h高處自由釋放,與擋板碰撞后反彈,碰撞過(guò)程中沒(méi)有能量的損失,碰撞的時(shí)間為t,則擋板對(duì)滑塊的沖量為()。A.大小為2m2gh,方向沿斜面向上B.大小為2m2gh,方向沿斜面向下C.大小為2m2gh+mg(sin )t,方向沿斜面向上D.大小為2m2gh+mg(sin )t,方向沿斜面向下

8、3.(2018山東濟(jì)南11月月考)蹦極運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從高處跳下。將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列分析正確的是()。A.繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力 4.(2018安徽安慶11月模擬)人從高處跳到低處時(shí),為了安全, 一般都是讓腳尖先著地,且雙腿要彎曲,這是為了()。A.減小沖量B.使動(dòng)量的變化減小C.延長(zhǎng)與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力D.增大人對(duì)地面的壓強(qiáng),起

9、到安全作用5.(2019湖南長(zhǎng)沙摸底考試)(多選)如圖所示,質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量m=2 kg的另一物體B以水平速度v0=3 m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的上表面,由于A、B間存在摩擦力,之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()。A.木板A獲得的動(dòng)能為2 JB.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為4 JC.木板A的最小長(zhǎng)度為1.5 mD.A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1一輪復(fù)習(xí)暑假專題-選修3-5學(xué)案1動(dòng)量參考答案1.C 小球從A點(diǎn)正上方O點(diǎn)由靜止釋放,做自由落體運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)切入圓槽,剛好能運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn),即從A到C速度越來(lái)越小,AB段平均速率大于BC段平均速率,兩段路程相等,

10、所以t1<t2,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;沿圓心方向的合力與速度垂直,動(dòng)量變化為零,AB段平均速率大于BC段平均速率,說(shuō)明切線方向上AB段速度變化量較大,根據(jù)動(dòng)量定理,合外力的沖量等于動(dòng)量的變化,所以I1>I2,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.C 小滑塊碰撞前的速度為v,由機(jī)械能守恒有12mv2=mgh。碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能的損失,則反彈速度大小為v。選取沿斜面向上為正方向,對(duì)碰撞過(guò)程由動(dòng)量定理有I-mg(sin )t=mv-(-mv),解得I=2m2gh+mg(sin )t,為正值,方向沿斜面向上,C項(xiàng)正確。3.A 從繩恰好伸直到人運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中,繩對(duì)人的拉力始終向上,故沖量始終向上;此過(guò)程中人先加速再減速,當(dāng)拉力等于重力時(shí),速度最大,則動(dòng)量先增大后減小,A項(xiàng)正確,B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。在最低點(diǎn)時(shí),人的加速度向上,拉力大于重力,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C 人落地后最終動(dòng)量為零,在動(dòng)量變化相同時(shí),雙腿彎曲可以增加與地面的作用時(shí)間,從而減少地面對(duì)人體的作用力,C項(xiàng)正確。5.AC 設(shè)物體B與長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度為v,則根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得m