高一物理沖量和動量通用版

1、高一物理沖量和動量通用版【本講主要內(nèi)容】沖量和動量本講的重點、難點是動量和沖量的概念及動量變化量的計算?！局R掌握】【知識點精析】.動量P(1)定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積，稱為(物體的)動量 .記為P=mu單位：kg - m/s 讀作“千克米每秒”。(2)理解要點：狀態(tài)量：動量包含了 “參與運動的物質(zhì)”與“運動速度”兩方面的信息，反映了由這 兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài)，具有瞬時性。大家知道，速度也是個狀態(tài)量，但它是個運動學概念，只反映運動的快慢和方向，而運 動，歸根結底是物質(zhì)的運動，沒有了物質(zhì)便沒有運動.顯然地，動量包含了 “參與運動的物質(zhì)”和“運動速度”兩方面的信息，更能從本質(zhì)上揭示物

2、體的運動狀態(tài)，是一個動力學概念。矢量性：動量的方向與速度方向一致綜上所述：我們用動量來描述運動物體所能產(chǎn)生的機械效果強弱以及這個效果發(fā)生的方 向，動量的大小等于質(zhì)量和速度的乘積，動量的方向與速度方向一致。如：如果一個物體處于靜止狀態(tài)，其動量為零.那么，我們怎樣使它獲得動量呢 ？我們把質(zhì)量為m的物體放到光滑水平的桌面上，為了使它獲得一個動量，向它施加一個水平推力F,經(jīng)過時間t ,速度達到v,則物體就具有動量 P= mvo其方向與速度方向相同。(3)動量變化 P定義：若運動物體在某一過程的始、末動量分別為P和P,則稱： P=PP為物體在該過程中的動量變化。動量變化 P是矢量，其運算法則為：將表示初

3、始動量的箭尾和表示末動量的箭頭共點. . 一 . . . . 一 . . . .放置，則：自初始動量中白箭頭指向末了動量P的箭尾的有向線段，即為矢量 P。如圖所示。如果始、末動量都在同一直線上或相互平行，則在該直線上選定一個正方向后，就可以將矢量運算轉(zhuǎn)換成代數(shù)運算了。2.沖量I(1)定義：作用力F與作用時間t的乘積Ft,稱為(這個)力(對受力物體)的沖量， 記為I=Ft。單位：N - s,讀作牛頓秒”。由以上可以看出沖量和動量的單位是相同的，即1N - s=lkg - m/s,但這并不意味著這兩個單位可以混用。(2)理解要點過程量：沖量描述力在時間上的累積效果。作用在靜止物體上的一定大小的力，

4、如果持續(xù)時間越長，則使物體獲得的動量越大，這就是說，力的沖量是在時間進程中逐漸累積起來的。沖量總是指力在某段時間進程中的沖量， 說某一時刻的沖量是沒有意義的，所以，理解時要兼顧力和時間兩方面的因素。矢量性：如果力的方向是恒定的，則沖量的方向與力的方向一致。計算：恒力F作用了一段時間t,則這個力在這段時間內(nèi)的沖量I=Ft。如果F是變力，就不能用公式 I=Ft直接計算，可以用平均力或后邊學的動量定理求變 力的沖量。沖量和功不同，一個力在一段時間內(nèi)做的功可以為零，可是一個力在一段時間內(nèi)的沖量絕不等于零。【解題方法指導】例1、一個質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬的障礙

5、物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？動量是矢量，其方向和速度方向一致。題中速度方向發(fā)生了變化，故其動量有變化。解題方法如下：首先選好正方向：一般以末速度的方向為正方向，本題以向左為正方向根據(jù) P=P P則有動量變化量 P= mv mvi =0.1 x 6 0.1 x (6) =1.2 kg - m/s注意：不共線則遵循矢量運算法則。例2、靜止在水平桌面上的物體，受到一個水平向右的推力F,其大小為10N,則：力在6s內(nèi)的沖量是多少？方向如何？沖量是矢量，其方向和力的方向一致，題中力的方向向右則其沖量的方向也向右。解：以向右為正方向 根據(jù)

6、I=Ft.則沖量I = 10X 6= 60 N , s其方向向右注意：要選擇好正方向。一般都選擇力的方向為正方向。例3、如圖，質(zhì)量為 m的物體放在水平地面上。在與水平方向成。角的拉力作用下，由靜止開始運動。經(jīng)過時間t,速度達到v。在這段時間內(nèi)，拉力和重力的沖量大小分別為()A. Ft , mgt B. Ftcos 0 , 0C. mv, 0 D. Ft , 0G / . 一解：拉力和重力都是恒力，恒力的沖量用公式I=Ft計算即可。拉力的沖量：IF=Ft重力的沖量為：I G=mgt故選A注意：同學們很容易錯選D,因為受功的影響。所以一定按沖量的計算方法來求沖量。 總結：.物理學中用動量 P=mv

7、描述運動物體所能產(chǎn)生的機械效果，用沖量 I=Ft描述力在時間 上的累積效果。.動量和沖量都是矢量，在辨析概念時，必須考慮大小及其方向，運算時必須遵循矢量 運算法則。【考點突破】【考點指要】本講知識在近幾年的高考中所占的比例比較小，基本題型是選擇題。 主要考查的是考生對基本概念的理解，尤其是方向上需要考生特殊注意?？忌诖酥灰獙靖拍钫莆涨宄?并可以和動能等概念區(qū)別開來，方向上再加以注意就可以從容應考。還有是和動量有關的綜合問題，經(jīng)常在計算題中涉及到?！镜湫屠}分析】例4、在以下幾種運動中，相等的時間內(nèi)物體的動量變化相等的是（）A.勻速圓周運動B.自由落體運動C.平拋運動D.單擺的擺球沿圓弧

8、擺動解析：本題主要考查學生對基本概念的理解，深刻理解動量變化量。動量變化量相等主要是速度變化量相等，而速度變化量相等應是該運動的加速度相等。勻速圓周運動加速度方向時刻在變，故 A錯。自由落體運動和平拋運動都是加速度恒定的勻變速運動，故 BC正 確。單擺運動是加速度大小和方向時刻都在變的運動，故D錯誤。例5、質(zhì)量為m = 0.10kg的小鋼球以v0 = 10m/s的水平速度拋出，下落 h = 5.0m時撞 擊一鋼板，撞后速度恰好反向， 重力的沖量大小為 。（取g = 10m/s2）Wf和Wn,比較I f和In以及Wf和Wn的大小，有B.,Wf =WND. I f - I N，Wf = WN解析：

9、此題屬于沖量與平拋運動相結合的問題。2h 2 5 0平拋運動的時間t = 2h= 1s g 10重力的沖量I = mgt即 I = 0.10 10 1 =12 s例6、質(zhì)量為m的小物塊放在傾角為 30的斜面上，小物塊和斜面體一起以速度 v沿水平 方向向右勻速運動 s,斜面體對于物塊的摩擦力和支持力的沖量的大小設為I f和In ,摩擦 力和支持力對物塊做功的絕對值設為A., Wf =WNC. If =In，Wf Wn解：因為整體做勻速直線運動，所以物塊所受合外力做的功為零。重力不做功，所以摩 擦力和支持力做功的代數(shù)和為零，故%。物塊受力分析如圖，由圖可知，支持力大于摩擦力所以：；J故選B注意：此

10、題不能直接看出f和N哪個力大，所以也就不能看出哪個力的沖量大。必須用才能正確的比較兩個力沖量上勻速直線運動這個受力平衡的條件來分析兩個力的大小關系, 的大小關系?！具_標測試】1. A、B兩個物體都靜止在光滑水平面上，當分別受到大小相等的水平力作用，經(jīng)過相等時間，則下述說法中正確的是（A. A、B所受的沖量相同C. A、B的末動量相同）B. AD. A2. A、B兩球質(zhì)量相等，A球豎直上拋,、B的動量變化相同、B的末動量大小相同B球平拋，兩球在運動中空氣阻力不計，則下述說法中正確的是（A.B.C.D.相同時間內(nèi)，動量的變化大小相等，方向相同相同時間內(nèi)，動量的變化大小相等，方向不同動量的變化率大小

11、相等,動量的變化率大小相等,3.將0.5kg 小球以10m/s方向相同方向不同的速度豎直向上拋出，在3s內(nèi)小球的動量變化的大小等于kg - m/s,方向.質(zhì)量為20g的小球，以20m/s水平速度與豎直墻碰撞后，仍以20m/s的水平速度反彈。在這過程中，小球動量變化的大小為.用繩子拴一個質(zhì)量是0.1kg的小球，由靜止開始以2m/s2的加速度豎直向上運動,頭3s內(nèi)繩子拉力對物體的沖量的大小為;頭3s內(nèi)物體動量的變化的大小。（g 值取 10m/s2.）.質(zhì)量為1kg的物體從高5m處的平臺以10m/s的速度水平拋出，不計空氣阻力，求物體 落地時的動量。（g=10m/s2）【綜合測試】A.B.C.D.水

12、平拋出在空中飛行的物體，不考慮空氣阻力，則在相等的時間間隔內(nèi)動量的變化相同在任何時間內(nèi)，動量變化的方向都是豎直方向在任何時間內(nèi)，動量對時間的變化率恒定在剛拋出物體的瞬間，動量對時間的變化率為零.如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體，在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止自由 滑下到達斜面底端的過程中，相同的物理量是A.重力的沖量B. 彈力的沖量 C. 合力的沖量D.剛到達底端的動量E.剛到達底端時的動量的水平分量F.以上幾個量都不同.以初速度vo豎直上拋一個質(zhì)量為 m的小球，不計空氣阻力，則小球上升到最高點的一 半時間內(nèi)的動量變化為 ，小球上升到最高點的一半高度內(nèi)的動量變化為 （選 豎 直向下為正方

13、向）。.重力10N的物體在傾角為 37。的斜面上下滑，通過A點后再經(jīng)2s到斜面底，若物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2,則從A點到斜面底的過程中，重力的沖量大小 NI - s,方向;彈力的沖量大小 NI - s,方向;摩擦力的沖量大小 NI - s。方 向; 合外力的沖量大小 NI - s ,方向。1 人.質(zhì)重m=3kg的小球，以速率 v=2m/s繞圓心O做勻速圓周運動。如圖，小球轉(zhuǎn)過 一個4圓周過程中動量的變化量大小為 ,轉(zhuǎn)過半個圓周的過程中動量的變化量大小為.如圖所示，重為100N的物體，在與水平方向成 60角的拉力F=10N作用下，以2m/s 的速度勻速運動，在10s內(nèi)，拉力F的沖量大小等

14、于 N- s,摩擦力f的沖量大小等于 N , So達標測試答案.解析：力的大小相等，作用的時間相等，產(chǎn)生的加速度大小相等，即末速度相等，但 是方向可能相等，也可能不等。故選 D.解析：平拋是勻變速曲線運動，其加速度為g,相等的時間內(nèi)速度變化量相同，動量變化量相同，包括大小及方向。動量變化率是動量變化量與時間的比值，故其相同，包括大 小及方向。故選 AG.解析：本題考查學生對動量變化的理解。首先規(guī)定正方向，一般以末速度方向為正。由vt=v0+gt得vt =10 -3M 9.8 =-19.4 m/s ,說明速度方向向下。以向下為正方向，由4 P=P P得仁0.5父19.40.5父(-10) = 1

15、4.7kg m/s其方 向向下。.解析：本題考查學生對動量變化的理解。首先規(guī)定正方向，一般以末速度方向為正。以反彈回的速度萬向為正，由 P=PP得4P= 0.2 x 20-0.2 x ( 20) =8 kg m/s.解析：本題考查學生對沖量的理解，一定要認識到是哪個力的沖量。本題中談到繩子 拉力對物體的沖量的大小，即繩的拉力的沖量，所以先求繩的拉力。由牛頓第二定律 F-mg=ma得 F=0.1 m 10+0.1 父2= 1.2N根據(jù) I=Ft 得 I = 1.2 m3 = 3.6N - s。3 秒末的速度 v3 = at =:2x3= 6m/s ,由 P=PP得 P= 0.1 x6= 0.6k

16、g m/s。.解析：本題是求落地時的動量，即求落地時的速度。此題是平拋與動量的綜合題。平拋時間t =隹=J竺芻=1sg 10貝 Uvy = gt =10 1 =10m/s平拋的落地速度 vt =：.,1 v02 - vy2 = 102 102 =、./200m/s落地時的動量 p = mvt =1次*；200 = J200=102kg，m/s 方向與水平方向成 45。【綜合測試答案】.解析：平拋是勻變速曲線運動，其加速度為 g,相等的時間內(nèi)速度變化量相同，動量 變化量相同，包括大小及方向。動量變化率是動量變化量與時間的比值，故其相同，包括大 小及方向。故選 ABC.解析：本題的綜合能力比較強，

17、考查的知識點及物理過程比較多，重點物理過程的分 析。首先判斷時間的關系，兩種情況可以用l = gsin8 t2來定性判斷,斜面固定時物體發(fā)生2的位移大而平均加速度小，故所用時間長，所以ABC不對；剛到達底端時的動量的大小不等，斜面固定時其水平分量大，所以DE不對。故本題選F。.解析：本題考查學生對動量變化的理解。首先規(guī)定正方向， 題中選豎直向下為正方向， TOC o 1-5 h z 小球上升到最高點的一半時間時速度為v1由 vy = v。+at得 v0 =gt Vi =v0 gt = 7y22,人 /口-mv0mv 0由 p=p_ p得ap=1 _(-mv0 )=-0 HYPERLINK l

18、bookmark24 o Current Document 22小球上升到最高點的一半高度時速度為v2222由 vt -v0 =2as得 v0 =2gh2 u 丫0V2 =gh =22 , 2由APuPP得P=_mv0 (mv0 )= mv022.解析：本題考查學生對沖量的理解，一定要認識到是哪個力的沖量。同一個物理過程中，所有力的沖量都涉及到了， 這道題目能夠比較全面的考查學生對沖量的理解。本題重點求解每個力。根據(jù)l=Ft求解。重力的沖量大小1G =mgt=10 x2 = 20N- s ,方向豎直向 下；彈力的沖量大小I、=FNt = mgtcose =10m2mcos37 = 16 ni - s ,方向垂直斜面 向上；摩擦力的大小 f =NmgcosH , 即摩擦力的沖量大小 I f = ft = Mmgtcose =0.2x10 x2xcos37s = 3.2 ni- s ,方向 沿斜面向上；物體所受到的合外力的大小F = mg sin 0 - Nmg cosQ ,即物體所受到的合外力沖量的大小 |F = Ft =mgtsinH NmgtcosH =12 3.2 = 8.8N s ,方向 沿斜面向下.解析：本題主要考查動量的方向及矢量合成。初速度方向與末速度方向的夾角為90,其合速度