最新高考物理专题汇编物理动量定理(一)
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高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求小球对钢板的作用力.【答案】78N【解析】【详解】自由落体过程v12=2gh1,得v1=10m/s;v1=gt1得t1=1s小球弹起后达到最大高度过程0− v22=−2gh2,得v2=9m/s0-v2=-gt2得t2=0.9s小球与钢板作用过程设向上为正方向,由动量定理:Ft′-mg t′=mv2-(-mv1)其中t′=t-t1-t2=0.05s得F=78N由牛顿第三定律得F′=-F,所以小球对钢板的作用力大小为78N,方向竖直向下;2.质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,(1)求小球与地面碰撞前后的动量变化;(2)若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小?(取g=10m/s2).【答案】(1)2kg•m/s;方向竖直向上;(2)12N;方向竖直向上;【解析】【分析】【详解】(1)小球与地面碰撞前的动量为:p1=m(-v1)=0.2×(-6) kg·m/s=-1.2 kg·m/s小球与地面碰撞后的动量为p2=mv2=0.2×4 kg·m/s=0.8 kg·m/s小球与地面碰撞前后动量的变化量为Δp=p2-p1=2 kg·m/s(2)由动量定理得(F-mg)Δt=Δp所以F=pt∆∆+mg=20.2N+0.2×10N=12N,方向竖直向上.3.如图所示,两个小球A和B质量分别是m A=2.0kg,m B=1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L>18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d=2m,此时球B的速度是4m/s.求:(1)球B 的初速度大小; (2)两球之间的斥力大小;(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间. 【答案】(1) 09B m v s= ;(2) 2.25F N =;(3) 3.56t s =【解析】试题分析:(1)当两球速度相等时,两球相距最近,根据动量守恒定律求出B 球的初速度;(2)在两球相距L >18m 时无相互作用力,B 球做匀速直线运动,两球相距L≤18m 时存在着恒定斥力F ,B 球做匀减速运动,由动能定理可得相互作用力 (3)根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.(1)设两球之间的斥力大小是F ,两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t 。
物理高考知识点动量定理动量定理是物理高考中的重要知识点之一。
下面我将介绍一下动量定理的概念、公式和应用。
动量定理是描述物体运动的一个基本定理。
它表明,当一个物体受到外力作用时,它的动量的变化率等于外力的大小和方向。
具体来说,动量定理可以表达为:一个物体的动量的变化等于作用在它上面的外力的冲量。
也就是说,动量的变化等于物体受到的冲量。
动量定理可用数学公式表示为:Δp = FΔt,其中Δp是物体的动量变化量,F是作用在物体上的力,Δt是作用时间的变化量。
从这个公式可以看出,动量的变化量与力的大小和作用时间有关。
动量定理有着广泛的应用。
首先,它在力学中起到了重要的作用。
通过运用动量定理,我们可以分析和解决各种力学问题,如碰撞、爆炸和运动过程中的力学关系。
其次,动量定理也在工程学和实际生活中有着实际应用。
例如,在交通事故中,动量定理可以用来计算碰撞后车辆的速度和受力情况,从而帮助分析和还原事故发生的过程。
除了应用,动量定理还有一些重要的性质和规律。
首先,根据动量定理,当物体所受外力为零时,它的动量将保持不变。
这就是著名的动量守恒定律。
根据动量守恒定律,一个系统的总动量在没有外力作用时将保持不变。
这可以用来分析各种碰撞问题,从而得出物体在碰撞过程中的速度和动量。
其次,根据动量定理,当发生碰撞时,物体的动量将发生变化,但系统的总动量保持不变。
这是碰撞过程中动量转移和传递的体现。
我们可以通过应用动量定理来计算碰撞后物体的速度和动量变化。
这对于分析和解决各种碰撞问题非常有帮助。
最后,动量定理也可以与其他物理定理相结合,共同应用于解决问题。
例如,与牛顿第二定律结合,可以得到加速度与力和质量之间的关系。
与能量守恒定律结合,可以得到在弹性碰撞和完全非弹性碰撞中动能的转化和损失。
综上所述,动量定理是物理高考中不可忽视的知识点。
它不仅是解决力学问题的重要工具,而且在工程学和实际生活中有着广泛的应用。
通过深入理解和应用动量定理,我们可以更好地理解物体的运动规律,解决碰撞问题,并且应用于其他物理定律中,从而更好地研究和应用物理学。
动量定理-高考物理知识点
(1)区分内力和外力碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力;系统以外的物体施加的,叫做外力。
(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。
烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
(3)动量守恒的数学表述形式:p=p′.即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时(或某一中间状态时)的总动量;(4)Δp=0. 即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成,则可表述为:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(等式两边均为矢量和);(5)Δp1=-Δp 2. ?即若系统由两个物体组成,则两个物体的动量变化大小相等,方向相反,此处要注意动量变化的矢量性.在两物体相互作用的过程中,也可能两物体的动量都增大,也可能都减小,但其矢量和不变.。
高考物理动量定理解题技巧及练习题(1)一、高考物理精讲专题动量定理1.如图所示,一光滑水平轨道上静止一质量为M =3kg 的小球B .一质量为m =1kg 的小球A 以速度v 0=2m/s 向右运动与B 球发生弹性正碰,取重力加速度g =10m/s 2.求:(1)碰撞结束时A 球的速度大小及方向; (2)碰撞过程A 对B 的冲量大小及方向.【答案】(1)-1m/s ,方向水平向左(2)3N·s ,方向水平向右 【解析】【分析】A 与B 球发生弹性正碰,根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时A 球的速度大小及方向;碰撞过程对B 应用动量定理求出碰撞过程A 对B 的冲量; 解:(1)碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得:0A B mv mv Mv =+2220111222A B mv mv Mv =+ 联立可解得:1m/s B v =,1m/s A v =- 负号表示方向水平向左 (2)碰撞过程对B 应用动量定理可得:0B I Mv =- 可解得:3I N s =⋅ 方向水平向右2.如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端,有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体,以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。
已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,重力加速度g 取10m/s 2,不计空气阻力。
求: (1)物体沿斜面向上运动的加速度大小;(2)物体在沿斜面运动的过程中,物体克服重力所做功的最大值; (3)物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中,重力的冲量。
【答案】(1)6.0m/s 2(2)18J (3)20N·s ,方向竖直向下。
【解析】 【详解】(1)设物体运动的加速度为a ,物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为:F=mg sin θ根据牛顿第二定律有:F=ma ;解得:a =6.0m/s 2(2)物体沿斜面上滑到最高点时,克服重力做功达到最大值,设最大值为v m ;对于物体沿斜面上滑过程,根据动能定理有:2120m W mv -=-解得W =18J ;(3)物体沿斜面上滑和下滑的总时间为:02262s 6v t a ⨯=== 重力的冲量:20N s G I mgt ==⋅方向竖直向下。
高考物理2025年动量定理知识点与难点解析在高考物理中,动量定理是一个极其重要的知识点,对于学生理解物理现象和解决相关问题起着关键作用。
本文将深入探讨 2025 年高考物理中动量定理的知识点以及可能遇到的难点,并通过具体的例子进行详细解析,帮助同学们更好地掌握这一重要内容。
一、动量定理的基本知识点1、动量的定义动量(p)是物体的质量(m)和速度(v)的乘积,即 p = mv。
动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
2、冲量的定义冲量(I)是力(F)在时间(t)上的积累,即 I = F×t。
冲量也是矢量,其方向与力的方向相同。
3、动量定理的表达式合外力的冲量等于物体动量的变化量,即 I =Δp 。
理解动量定理的关键在于明确冲量是导致动量变化的原因。
例如,一个质量为 2kg 的物体,原来的速度为 3m/s,受到一个恒力作用 2s 后,速度变为 7m/s。
首先计算物体初动量 p1 = 2×3 = 6 kg·m/s,末动量 p2 = 2×7 = 14 kg·m/s,动量的变化量Δp = p2 p1 = 14 6 = 8 kg·m/s。
如果这个力是恒定的,那么冲量 I = F×2 = 8 N·s,就可以求出这个力的大小。
二、动量定理的应用场景1、碰撞问题在碰撞过程中,由于作用时间极短,往往内力远大于外力,可以忽略外力的作用,应用动量守恒定律。
但对于单个物体,动量定理则可以用来分析其在碰撞前后动量的变化。
比如,两个质量分别为 m1 和 m2 的物体发生正碰,碰撞前的速度分别为 v1 和 v2 ,碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
但对于其中一个物体,比如 m1 ,其动量的变化可以用动量定理来分析,即合外力的冲量等于其动量的变化,F1×t = m1(v1' v1) 。
第一章动量守恒定律1.2:动量定理一:知识精讲归纳考点一、动量定理1.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积.(2)定义式:I=FΔt.(3)物理意义:冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大.(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛秒,符号为N·s.(5)矢量性:如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同.2.动量定理(1)内容:物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)公式:m v′-m v=F(t′-t)或p′-p=I.3.动量定理的应用碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间.要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设法延长其作用时间.大重点规律归纳1.冲量的理解(1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同.2.冲量的计算(1)求某个恒力的冲量:用该力和力的作用时间的乘积.(2)求合冲量的两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解.(3)求变力的冲量:①若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量.②若给出了力随时间变化的图象如图所示,可用面积法求变力的冲量.③利用动量定理求解.3.动量定理的应用(1)定性分析有关现象:①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.(2)应用动量定理定量计算的一般步骤:①选定研究对象,明确运动过程.②进行受力分析和运动的初、末状态分析.③选定正方向,根据动量定理列方程求解.二:考点题型归纳题型一:冲量的定义的理解1.(2021·陕西·榆林十二中高二月考)下面的说法正确的是()A.当力与物体的位移垂直时,该力的冲量为零B.如果物体(质量不变)的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大D.做曲线运动的物体,在任何Δt时间内所受合外力的冲量一定不为零2.(2021·河北·唐山市第十一中学高二期中)下列有关冲量的说法中,正确的是()A.力越大冲量也越大B.作用时间越长冲量越大C.恒力F与t的乘积越大冲量越大D.物体不动,重力的冲量为零3.(2021·河南·林州一中高二月考)探测器在火星着陆方式有多种,其中以气囊弹跳式着陆模式最为简单。
高考物理动量守恒定律(一)解题方法和技巧及练习题含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以02v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ; (3)圆弧槽C 的半径R ;(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.2.如图,质量分别为m 1=1.0kg 和m 2=2.0kg 的弹性小球a 、b ,用轻绳紧紧的把它们捆在一起,使它们发生微小的形变.该系统以速度v 0=0.10m/s 沿光滑水平面向右做直线运动.某时刻轻绳突然自动断开,断开后两球仍沿原直线运动.经过时间t =5.0s 后,测得两球相距s =4.5m ,则刚分离时,a 球、b 球的速度大小分别为_____________、______________;两球分开过程中释放的弹性势能为_____________.【答案】①0.7m/s, -0.2m/s ②0.27J 【解析】试题分析:①根据已知,由动量守恒定律得联立得②由能量守恒得代入数据得考点:考查了动量守恒,能量守恒定律的应用【名师点睛】关键是对过程分析清楚,搞清楚过程中初始量与末时量,然后根据动量守恒定律与能量守恒定律分析解题3.如图,质量分别为、的两个小球A 、B 静止在地面上方,B 球距地面的高度h=0.8m ,A 球在B 球的正上方. 先将B 球释放,经过一段时间后再将A 球释放. 当A 球下落t=0.3s 时,刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A 球的速度恰为零.已知,重力加速度大小为,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.(i )B 球第一次到达地面时的速度; (ii )P 点距离地面的高度. 【答案】4/B v m s =0.75p h m = 【解析】试题分析:(i )B 球总地面上方静止释放后只有重力做功,根据动能定理有212B B B m gh m v =可得B 球第一次到达地面时的速度24/B v gh m s ==(ii )A 球下落过程,根据自由落体运动可得A 球的速度3/A v gt m s == 设B 球的速度为'B v , 则有碰撞过程动量守恒'''A A B B B B m v m v m v +=碰撞过程没有动能损失则有222111'''222A AB B B B m v m v m v += 解得'1/B v m s =,''2/B v m s =小球B 与地面碰撞后根据没有动能损失所以B 离开地面上抛时速度04/B v v m s ==所以P 点的高度220'0.752B p v v h m g-== 考点:动量守恒定律 能量守恒4.如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m (h 小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m 1="30" kg ,冰块的质量为m 2="10" kg ,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g="10" m/s 2.(i )求斜面体的质量;(ii )通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩? 【答案】(i )20 kg (ii )不能 【解析】试题分析:①设斜面质量为M ,冰块和斜面的系统,水平方向动量守恒:222()m v m M v =+系统机械能守恒:22222211()22m gh m M v m v ++= 解得:20kg M =②人推冰块的过程:1122m v m v =,得11/v m s =(向右)冰块与斜面的系统:22223m v m v Mv '=+ 22222223111+222m v m v Mv ='解得:21/v m s =-'(向右) 因21=v v ',且冰块处于小孩的后方,则冰块不能追上小孩. 考点:动量守恒定律、机械能守恒定律.5.牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A 、B 两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B 对A 的速度,接近速度是指碰撞前A 对B 的速度.若上述过程是质量为2m 的玻璃球A 以速度v 0碰撞质量为m 的静止玻璃球B ,且为对心碰撞,求碰撞后A 、B 的速度大小. 【答案】v 0v 0【解析】设A 、B 球碰撞后速度分别为v 1和v 2 由动量守恒定律得2mv 0=2mv 1+mv 2 且由题意知=解得v 1=v 0,v 2=v 0视频6.一轻质弹簧一端连着静止的物体B ,放在光滑的水平面上,静止的物体A 被水平速度为v 0的子弹射中并且嵌入其中,随后一起向右运动压缩弹簧,已知物体A 的质量是物体B 的质量的34,子弹的质量是物体B 的质量的14,求:(1)物体A 被击中后的速度大小; (2)弹簧压缩到最短时B 的速度大小。
高中物理动量定理动量定理是物理学中的一个基本定理,它是描述物体运动状态变化的定理。
动量定理可以简单地表述为:物体的动量变化率等于作用在物体上的力。
动量是描述物体运动状态的物理量,它的定义为物体的质量乘以速度。
动量的大小和方向既受质量的影响,也受速度的影响。
动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
动量的变化率可以通过动量的导数来描述,即动量的变化率等于力(F)对时间(t)的导数,用数学表达式表示为:dp/dt = F。
根据牛顿第二定律,力等于物体质量乘以加速度(F = ma),代入动量定理的公式可以得到:dp/dt = ma。
根据运动学的关系式,加速度等于速度的变化率对时间的导数(a = dv/dt),将这个关系代入上式得到:dp/dt = m(dv/dt)。
对式子进行一次积分,可以得到动量与速度的关系:∫dp =∫m(dv),即p = mv。
这个关系说明了一个物体的动量等于物体的质量乘以速度。
因此,动量定理也可以表述为:物体的动量变化率等于作用在物体上的力。
动量定理适用于各种力的作用情况,包括恒力、变力、多力合成等。
对于一个质点受到多个力作用的情况,根据牛顿第二定律,可以将所有力的代数和等于质点的质量乘以加速度,然后将这个加速度代入动量定理的公式中,从而得到物体的动量变化率。
动量定理的一个重要应用是碰撞问题。
在碰撞过程中,物体的动量会发生变化。
当两个物体碰撞时,它们之间会存在一个作用力,这个作用力会导致物体的动量发生变化。
根据动量定理,物体在碰撞过程中的动量变化率等于作用在物体上的合外力。
通过研究碰撞过程中的动量变化,可以了解碰撞的力学性质。
动量定理还有其他一些重要的推论和应用。
例如,如果一个物体在外力作用下保持动量不变的情况下,它的速度会发生变化。
这就是施密特定理,它表明在没有外力作用的情况下,物体的动量保持不变,这个定理也是动量守恒定律的一种表述。
动量定理在力学中有着广泛的应用。
高考物理专题汇编物理动量定理(一)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m ,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L 时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L 时停。
车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍,重力加速度为g ,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求: (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功; (2)人给第一辆车水平冲量的大小。
【答案】(1)-3kmgL ;(2)10m kgL 【解析】 【分析】 【详解】(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ,则W =-kmgL -2kmgL =-3kmgL即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL 。
(2)设第一辆车的初速度为v 0,第一次碰前速度为v 1,碰后共同速度为v 2,则由动量守恒得mv 1=2mv 222101122kmgL mv mv -=- 221(2)0(2)2k m gL m v -=-由以上各式得010v kgL =所以人给第一辆车水平冲量的大小010I mv m kgL ==2.如图甲所示,物块A 、B 的质量分别是m A =4.0kg 和m B =3.0kg 。
用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B 右侧与竖直墙壁相接触。
另有一物块C 从t =0时以一定速度向右运动,在t =4s 时与物块A 相碰,并立即与A 粘在一起不再分开,C 的v -t 图象如图乙所示。
求:(1)C 的质量m C ;(2)t =8s 时弹簧具有的弹性势能E p1,4~12s 内墙壁对物块B 的冲量大小I ; (3)B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2。
【答案】(1)2kg ;(2)27J ,36N·S ;(3)9J 【解析】 【详解】(1)由题图乙知,C 与A 碰前速度为v 1=9m/s ,碰后速度大小为v 2=3m/s ,C 与A 碰撞过程动量守恒m C v 1=(m A +m C )v 2解得C 的质量m C =2kg 。
高考物理2025年动量定理知识点与难点解析在高考物理中,动量定理一直是一个重要且具有一定难度的知识点。
对于备战 2025 年高考的同学们来说,深入理解和掌握动量定理及其相关难点,对于提高物理成绩至关重要。
一、动量定理的基本概念动量定理描述了物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量。
动量(p)的定义是物体的质量(m)与速度(v)的乘积,即 p = mv。
而冲量(I)则是力(F)在时间(t)上的积累,用公式表示为I =Ft。
简单来说,当一个物体受到外力作用时,经过一段时间,其动量会发生改变,改变的量就等于外力在这段时间内的冲量。
二、动量定理的表达式动量定理的表达式为:Ft =Δp,其中 F 是合外力,t 是作用时间,Δp 是动量的变化量。
这个表达式的含义是:合外力在一段时间内的作用效果,等于这段时间内物体动量的变化。
例如,一个质量为 2kg 的物体,原来速度为 3m/s,受到一个恒力作用 2s 后,速度变为 5m/s。
则物体所受合外力的冲量为:F × 2 = 2 × 5 2 × 3F = 2N三、动量定理的适用条件动量定理适用于任何情况,无论是恒力还是变力,也不管物体的运动轨迹是直线还是曲线。
对于恒力作用的情况,我们可以直接使用上述表达式进行计算。
但对于变力作用的情况,需要通过积分的方法来计算冲量。
四、动量定理与牛顿第二定律的关系牛顿第二定律 F = ma 可以通过运动学公式 a =(v u) / t 进行变形,得到 F = m(v u) / t ,进一步整理可得 Ft = mv mu ,这正是动量定理的表达式。
可以说,动量定理是牛顿第二定律在时间上的积累效果的体现。
五、动量定理的难点解析1、变力作用下的冲量计算在很多实际问题中,物体所受的力是随时间变化的,这时候计算冲量就比较复杂。
例如,一个小球与地面碰撞时,地面对小球的支持力是随时间变化的。
对于这种情况,我们通常需要利用图像(如 F t 图像)来计算冲量,图像与时间轴所围的面积就等于冲量。
高考知识点动量定理动量定理,是力学中的重要定理之一。
它揭示了物体在受到外力作用时的运动规律,具有重要的理论和应用价值。
在高考物理考试中,动量定理是一个必考的知识点,掌握动量定理的原理和应用,对于解题和理解物体运动行为有着重要的作用。
明确物体的动量概念,是理解动量定理的第一步。
动量是物体在运动中的一种属性,是质量和速度的乘积。
它描述了物体运动状态的一种量度,与物体的质量和速度直接相关。
动量的单位是千克·米/秒,简称牛顿秒(N·s)。
根据动量定理,物体所受到的外力作用,将导致物体的动量发生改变。
动量定理的数学表达式为:力的物体冲量等于物体的动量变化量。
即F∆t=∆p,其中F是作用在物体上的力,∆t是作用时间,∆p是物体的动量变化量。
动量定理的应用十分广泛,以下是几个常见的应用场景。
首先,动量定理可用于分析碰撞过程。
碰撞是物体运动中常见的现象,动量定理可以帮助我们理解碰撞发生时物体的运动状态变化。
在完全弹性碰撞中,物体在碰撞前后动能守恒,而动量定理可以描述碰撞中物体的动量变化情况。
此外,动量定理也可以用于解析力学问题。
当物体受到外力作用时,根据动量定理可以求解物体的加速度和速度变化情况,进而推导出物体的运动轨迹。
动量定理在解决动力学问题中发挥着重要的作用。
另外,动量定理也应用于工程领域。
例如,在汽车碰撞实验中,用动量定理分析碰撞过程可以评估汽车的安全性能,并帮助设计更安全的汽车结构。
此外,还可以通过动量定理来解释火箭推进器工作原理,研发新型的飞行器等。
动量定理的应用不仅局限于经典力学领域,还涉及到了其他领域的研究。
在量子力学中,动量定理被用来研究粒子的运动状态,揭示微观粒子的行为规律。
在相对论中,动量定理被修正为爱因斯坦动量-能量关系,从而更加准确地描述物体在高速运动状态下的行为。
在学习和应用动量定理时,需要注意几个关键点。
首先,注意力的方向和动量的方向一致。
力和动量都是矢量量,具有大小和方向。
高三物理动量定理知识点动量是物体运动状态的量度,它是质量和速度的乘积。
动量定理是描述物体受力作用下运动状态变化的定理。
本文将介绍高三物理动量定理的相关知识点。
一、动量的定义和计算动量(p)定义为物体的质量(m)与速度(v)的乘积:p = m·v。
单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
计算动量时,需要注意质量的单位是千克(kg),速度的单位是米/秒(m/s)。
二、动量定理动量定理是研究物体受力作用下运动状态变化的定理,也称为牛顿第二定律。
动量定理的数学表达式为:FΔt = Δp,即力的作用时间等于动量的变化。
其中,F表示力的大小,Δt表示力的作用时间,Δp表示动量的变化量。
三、动量定理的推导和应用1. 动量定理的推导根据牛顿第二定律 F = m·a,以及速度的定义v = Δx/Δt,可以将动量定理推导为FΔt = m·a·Δt = m·Δv。
因为Δv = v₂ - v₁,所以可以进一步推导出FΔt = m·(v₂ - v₁)= Δp。
2. 动量定理的应用动量定理可以用来描述物体的碰撞和运动状态变化。
在完全弹性碰撞中,物体之间发生碰撞后,动量总和保持不变,即 p₁ + p₂ = p₃ + p₄。
在非完全弹性碰撞中,物体之间发生碰撞后,动量总和不守恒,发生一部分动量损失。
在物体受到外力作用下,可以利用动量定理计算物体的加速度和速度变化。
四、动量守恒定律在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统的动量将保持不变,称为动量守恒定律。
动量守恒定律的数学表达式为:p₁ + p₂ = p₃ + p₄。
利用动量守恒定律可以解决一些关于碰撞和运动状态变化的问题。
五、动量定理和动量守恒定律的应用动量定理和动量守恒定律在实际生活和工程中有广泛的应用。
在交通事故中,可以利用动量定理分析事故中车辆的受力情况和速度变化。
在运动比赛中,可以利用动量定理和动量守恒定律分析运动员的力的作用和动量变化。
最新高考物理专题汇编物理动量定理(一)一、高考物理精讲专题动量定理1.滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。
如图,两个穿滑冰鞋的男孩和女孩一起在滑冰场沿直线水平向右滑行,某时刻他们速度均为v 0=2m/s ,后面的男孩伸手向前推女孩一下,作用时间极短,推完后男孩恰好停下,女孩继续沿原方向向前滑行。
已知男孩、女孩质量均为m =50kg ,假设男孩在推女孩过程中消耗的体内能量全部转化为他们的机械能,求男孩推女孩过程中:(1)女孩受到的冲量大小; (2)男孩消耗了多少体内能量? 【答案】(1) 100N •s (2) 200J 【解析】 【详解】(1)男孩和女孩之间的作用力大小相等,作用时间相等, 故女孩受到的冲量等于男孩受到的冲量,对男孩,由动量定理得:I =△P =0-mv 0=-50×2=-100N•s , 所以女孩受到的冲量大小为100N•s ; (2)对女孩,由动量定理得100=mv 1-mv 0,故作用后女孩的速度1100502m/s 4m/s 50v +⨯== 根据能量守恒知,男孩消耗的能量为221011125016504200J 222E mv mv =-⋅=⨯⨯-⨯=;2.一质量为m 的小球,以初速度v 0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即沿反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的34.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小.【答案】72mv 0 【解析】 【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动,设刚要碰撞斜面时小球速度为v ,由题意知v 的方向与竖直线的夹角为30°,且水平分量仍为v 0,由此得v =2v 0.碰撞过程中,小球速度由v 变为反向的34v ,碰撞时间极短,可不计重力的冲量,由动量定理,设反弹速度的方向为正方向,则斜面对小球的冲量为I =m 3()4v -m ·(-v ) 解得I =72mv 0.3.一质量为0.5kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图所示.物块以v 0=8m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s ,碰后以5m/s 的速度反向运动直至静止.g 取10 m/s 2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W . 【答案】(1)0.32μ=(2)130F N =(3)9W J = 【解析】(1)由动能定理,有:2201122mgs mv mv μ-=-可得0.32μ=. (2)由动量定理,有'F t mv mv ∆=-可得130F N =. (3)'2192W mv J ==. 【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识4.如图所示,真空中有平行正对金属板A 、B ,它们分别接在输出电压恒为U =91V 的电源两端,金属板长L =10cm 、两金属板间的距离d =3.2cm ,A 、B 两板间的电场可以视为匀强电场。
现使一电子从两金属板左侧中间以v 0=2.0×107m/s 的速度垂直于电场方向进入电场,然后从两金属板右侧射出。
已知电子的质量m =0.91×10-30kg ,电荷量e =1.6×10-19C ,两极板电场的边缘效应及电子所受的重力均可忽略不计(计算结果保留两位有效数字),求: (1)电子在电场中运动的加速度a 的大小; (2)电子射出电场时在沿电场线方向上的侧移量y ;(3)从电子进入电场到离开电场的过程中,其动量增量的大小。
【答案】(1)1425.010m/s ⨯;(2)0.63m ;(3)242.310kg m/s -⨯⋅。
【解析】 【详解】(1)设金属板A 、B 间的电场强度为E ,则UE d=,根据牛顿第二定律,有 Ee ma =电子在电场中运动的加速度19214223091 1.610m/s 5.010m/s 3.2100.9110Ee Ue a m dm ---⨯⨯====⨯⨯⨯⨯ (2)电子以速度0v 进入金属板A 、B 间,在垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,电子在电场中运动的时间为9700.1s 5.010s 2.010L t v -===⨯⨯ 电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量212y at =代入数据149215.010(5.010)0.63cm 2cm y -=⨯⨯⨯⨯=(3)从电子进入电场到离开电场的过程中,由动量定理,有ΔEet p =其动量增量的大小Δp =1924270 1.6010910.1kg m/s=2.310kg m/s 3.210 2.010eUL dv ---⨯⨯⨯=⋅⨯⋅⨯⨯⨯5.甲图是我国自主研制的200mm 离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P 喷注入腔室C 后,被电子枪G 射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离子从腔室C 中飘移过栅电极A 的速度大小可忽略不计,在栅电极A 、B 之间的电场中加速,并从栅电极B 喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力. 已知栅电极A 、B 之间的电压为U ,氙离子的质量为m 、电荷量为q .(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验.求氙离子经A 、B 之间的电场加速后,通过栅电极B 时的速度v 的大小;(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M ,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv ,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B .推进器工作时飞船的总质量可视为不变.求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N .(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A 、B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值S 来反映推进器工作情况.通过计算说明采取哪些措施可以增大S ,并对增大S 的实际意义说出你的看法. 【答案】(1)(2)(3)增大S 可以通过减小q 、U 或增大m 的方法.提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. 【解析】试题分析:(1)根据动能定理有解得:(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv 解得:(3)设单位时间内通过栅电极A 的氙离子数为n ,在时间t 内,离子推进器发射出的氙离子个数为N nt =,设氙离子受到的平均力为F ',对时间t 内的射出的氙离子运用动量定理,F t Nmv ntmv ='=,F '= nmv根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F=F '= nmv 电场对氙离子做功的功率P= nqU 则根据上式可知:增大S 可以通过减小q 、U 或增大m 的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. (说明:其他说法合理均可得分) 考点:动量守恒定律;动能定理;牛顿定律.6.质量为70kg 的人不慎从高空支架上跌落,由于弹性安全带的保护,使他悬挂在空中.已知人先自由下落3.2m ,安全带伸直到原长,接着拉伸安全带缓冲到最低点,缓冲时间为1s ,取g =10m/s 2.求缓冲过程人受到安全带的平均拉力的大小. 【答案】1260N 【解析】 【详解】人下落3.2m 时的速度大小为28.0m /s v gh ==在缓冲过程中,取向上为正方向,由动量定理可得()0()F mg t mv -=--则缓冲过程人受到安全带的平均拉力的大小1260N mvF mg t=+=7.如图所示,木块A 和四分之一光滑圆轨道B 静置于光滑水平面上,A 、B 质量m A =m B =2.0kg 。
现让A 以v 0=4m/s 的速度水平向右运动,之后与墙壁发生弹性碰撞(碰撞过程中无机械能损失),碰撞时间为t =0.2s 。
取重力加速度g =10m/s 2.求:①A 与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块平均作用力的大小; ②A 滑上圆轨道B 后,到达最大高度时与B 的共同速度大小. 【答案】(1) F =80N (2) v 1=2m/s 【解析】 【详解】①以水平向左为正方向,A 与墙壁碰撞过程,无机械能能损失,则以原速率弹回,对A ,由动量定理得:Ft =m A v 0﹣m A •(﹣v 0), 代入数据解得:F =80N ;②A 滑上圆轨道B 后到达最大高度时,AB 速度相等,设A 、B 的共同速度为v ,系统在水平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒得:m A v 0=(m A +m B )v 1, 代入数据解得:v 1=2m/s ;8.如图所示,质量的小车A 静止在光滑水平地面上,其上表面光滑,左端有一固定挡板。
可视为质点的小物块B 置于A 的最右端,B 的质量。
现对小车A 施加一个水平向右的恒力F =20N ,作用0.5s 后撤去外力,随后固定挡板与小物块B 发生碰撞。
假设碰撞时间极短,碰后A 、B 粘在一起,继续运动。
求:(1)碰撞前小车A 的速度;(2)碰撞过程中小车A 损失的机械能。
【答案】(1)1m/s (2)25/9J 【解析】 【详解】(1)A 上表面光滑,在外力作用下,A 运动,B 静止, 对A ,由动量定理得:,代入数据解得:m/s ;(2)A 、B 碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:,碰撞过程,A 损失的机械能:,代入数据解得:;9.如图,有一个光滑轨道,其水平部分MN 段和圆形部分NPQ 平滑连接,圆形轨道的半径R =0.5m ;质量为m 1=5kg 的A 球以v 0=6m/s 的速度沿轨道向右运动,与静止在水平轨道上质量为m 2=4kg 的B 球发生碰撞,两小球碰撞过程相互作用的时为t 0=0.02s ,碰撞后B 小球恰好越过圆形轨道最高点。
两球可视为质点,g =10m/s 2。
求:(1)碰撞后A 小球的速度大小。
(2)碰撞过程两小球间的平均作用力大小。
【答案】(1)2m/s (2)1000N 【解析】 【详解】(1)B 小球刚好能运动到圆形轨道的最高点:222v m g m R=设B 球碰后速度为2v ,由机械能守恒可知:22222211222m v m gR m v =+ A 、B 碰撞过程系统动量守恒:101122m v m v m v =+碰后A 速度12/v m s =(2)A 、B 碰撞过程,对B 球:022Ft m v =得碰撞过程两小球间的平均作用力大小 1000F N =10.用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x 、y 两个方向上分别进行研究。