北京四中网校高考综合复习——动量专题复习一
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高考综合复习——热学专题复习一分子动理论、热力学定律和能量守恒总体感知知识网络考纲要求考点要求分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志、内能热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律固体的微观结构、晶体和非晶体ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠ命题规律1.从近几年高考试题来看,本专题命题的热点多集中在分子动理论、估算分子的大小和数目和气体实验定律上,对能力的要求也只限于“理解能力”——理解物理概念和物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用,题型多为选择题。
2.本专题也有少数的填空题,多以考查分子动理论、阿伏加德罗常数的计算(或估算)和油膜法测分子直径的计算为主。
3、由于不同考区的要求不同,出题的形式也会各不相同,在新课标考区对气体的三大定律的考查也有大的计算题。
复习策略热学是研究与温度有关的热现象的科学,它是从两个方面来研究热现象及其规律的:一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及科学规律的本质;二是以观测和实验事实为依据,寻求各热学参量之间的关系及热功转换的关系。
热学包括分子热运动,热和功,固、液、气体的性质等内容。
分子热运动是物质的微观结构学说,是宏观现象与微观本质间的联系纽带;能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律。
1.深刻理解基本概念和规律(1)建立宏观量与微观量的关系对于一个确定的物体而言,其分子动能与物体的温度相对应,其分子势能与物体的体积相对应,物体的内能与物体的温度、体积、质量相对应,物体内能的改变与做功或热传递的过程相对应。
(2)强化基本概念和规律的记忆通过复习,在理解的基础上记住本部分的基本概念与规律,并能灵活地运用于解题中。
例如:热现象、阿伏伽德罗常数、布朗运动、热运动、分子动能、温度、分子势能、物体的内能、热传递等基本概念。
再例如:分子热运动、分子力的特点及分子间距离变化的规律、分子动能与温度的关系、分子势能随分子间距离的变化关系、热力学第一定律、热力学第二定律、能量守恒定律等基本规律。
高考综合复习——动量专题复习二动量守恒定律的应用编稿:郁章富审稿:李井军责编:郭金娟第一部分解答力学问题的三个基本观点知识要点梳理知识点一——力学知识体系▲知识梳理力学研究的是物体的受力作用与运动变化的关系,以三条线索(包括五条重要规律)为纽带建立联系,如下表所示:力在运动过程的积累规律▲疑难导析力学知识体系涉及的力有:重力(引力)、弹力、摩擦力、浮力等。
运动形式有:平衡()、匀速直线运动,匀变速直线运动(恒量)、匀变速曲线运动(恒量)、匀速圆周运动(恒量)、简谐运动()等。
:如图所示,小车M在恒力作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断()A.若地面光滑,则小车一定受三个力作用B.若地面粗糙,则小车可能受三个力作用C.若小车做匀速运动,则小车一定受四个力作用D.若小车做加速运动,则小车可能受三个力作用答案:CD解析:先分析重力和已知力F,再分析弹力,由于F的竖直分力可能大于重力,因此地面可能对物体无弹力作用,选项A错误。
F的竖直分力可能小于重力,地面对物体有弹力作用,若地面粗糙,小车受摩擦力作用,共四个力作用,选项B错误。
若小车匀速运动,那么水平方向上所受摩擦力和F的分力平衡,这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用,选项C正确。
若小车做加速运动,当地面光滑时,小车受重力和力F作用或受重力、力F、地面弹力作用,选项D正确。
知识点二——解决力学问题的三个基本观点▲知识梳理1.牛顿运动定律结合运动学公式(我们称之为力的观点),这是解决力学问题的基本思路和方法,此种方法往往求得的是瞬时关系。
利用此种方法解题必须考虑运动状态改变的细节。
从中学研究的范围来看,只能用于匀变速运动(包括直线和曲线运动),对于一般的变加速运动,不能用之求解,对于碰撞、爆炸等问题,用此法解起来相当困难,另外也仅适用于宏观、低速的情况。
2.动量定理和动量守恒定律(动量观点)3.动能定理和能量守恒定律(能量观点)这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变,它无需对过程是怎样变化的细节深入的研究,而更关心的是运动状态变化即改变结果量及其引起变化的原因。
北京四中审稿老师:李井军责编:郭金娟高考综合复习一动量专题•知识网络•高考考点考纲要求:历年实测:复习指导:本专题包括动量和冲量两个基本概念及动量定理和动量守恒定律两条棊木规律。
冲量是力対时间的累积,是过程量;动量是物体机械运动量的量度,是状态量;动量定理表明了力对时间的累积效应使物体的动量发生改变;物体在相互作用时物体间有动量的传递,但在系统外力的冲量为零时,物体系统的总动量将不改变,即动量守恒。
动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛,是自然界普遍适用的基本规律z—。
《考试大纲》对本章的要求很高,大都为II级要求,本章内容是高考考查的重点Z—。
由于应用动量守恒定律解决的问题过程较复杂,乂常常跟能量守恒综合考查,使得应用动量守恒定律求解的题目难度较大,加之动量定理、动量守恒定律都是矢量方程,这也给应用这些规律解决问题增加了难度。
所以,本章也是高屮物理复习的难点之一。
•要点精析☆动量和冲量:1.动量p=mv是矢量,只要m的大小、V的大小和V的方向三者中任何一个或儿个发生了变化,动量p就发生变化。
2.动量的变化量Ap也是矢量,其方向与速度的改变量的方向相同,可以跟初动量的方向相同(同一直线, 动量增大);可以跟初动量的方向相反(同一直线,动量减小);也可以跟初动量的方向成某一角度,且一定跟合外力的冲量的方向相同。
Ap=p t-p0,此式为矢量式,若M po不在一直线上时,耍用平行四边形定则(或矢量三角形法)求矢量差。
若在一•直线上,先规定正方向,再用正、负表示p(、p().贝ij可用Ap=p(—p()=mv(—mv()进行代数运算求解。
3.动量和动能的关系:p2=2mEk,动量和动能的最大区别是动虽:是矢量,动能是标屋。
4.冲量:力和作用时间的乘积,叫做该力的冲«, I=Fto冲量是过程量,表示力在一段时间内所积累作用效果。
冲量是矢量,其方向曲力的方向决定,如果在作用时间内力的方向不变,冲量的方向就与力的方向相同。
一、 动量与冲量1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量. 矢量性:方向与速度方向相同;瞬时性:通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算动量应取这一时刻的瞬时速度。
相对性:物体的动量亦与参照物的选取有关,通常情况 下,指相对地面的动量。
2、动量、速度和动能的区别和联系动量、速度和动能是从不同角度描述物体运动状态的物理量。
速度描述物体运动的快慢和方向;动能描述运动物体具有的能量(做功本领);动量描述运动物体的机械效果和方向。
①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大小平方成正比。
②速度和动量是矢量,且物体动量的方向与物体速度的方向总是相同的;而动能是标量。
③速度变化的原因是物体受到的合外力;动量变化的原因是外力对物体的合冲量;动能变化的原因是外力对物体做的总功。
3、动量的变化动量是矢量,当初态动量和末态动量不在一条直线上时,动量变化由平行四边形法则进行运算.动量变化的方向与速度的改变量Δv 的方向相同.当初、末动量在一直线上时通过选定正方向,动量的变化可简化为带有正、负号的代数运算。
题型1:关于动量变化量的矢量求解例1.质量m=5kg 的质点以速率v =2m/s 绕圆心O 做匀速圆周运动,如图所示,(1)、小球由A 到B 转过1/4圆周的过程中,动量变化量的大小为__________,方向为__________。
(2)、若从A 到C 转过半个圆周的过程中,动量变化量的大小为__________,方向为_________________。
2在距地面高为h ,同时以相等初速V 0分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m ,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P ,有[ ]A .平抛过程较大B .竖直上抛过程较大C .竖直下抛过程较大D .三者一样大4、冲量:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量。
矢量性:对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向; 时间性:由于冲量跟力的作用时间有关,所以冲量是一个过程量。
2024高考物理复习重难点解析—动量动量观点是解决物理问题的三大观点之一。
动量定理能计算合力的冲量或某一个力的冲量。
动量守恒定律能解决动量守恒的很多物理问题,使复杂的问题简单化。
特别像反冲、碰撞、爆炸等物理问题常常结合物理研究情境和生产、生活中的问题情境命题,多过程问题中经常结合动力学、能量、动量等多种观点解决问题。
例题1.(2022·北京·高考真题)“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。
跳台滑雪运动中,裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。
运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段:①助滑阶段,运动员两腿尽量深蹲,顺着助滑道的倾斜面下滑;②起跳阶段,当进入起跳区时,运动员两腿猛蹬滑道快速伸直,同时上体向前伸展;③飞行阶段,在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态;④着陆阶段,运动员落地时两腿屈膝,两臂左右平伸。
下列说法正确的是()A.助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力B.起跳阶段,运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度C.飞行阶段,运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度D.着陆阶段,运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间【答案】B【解析】A.助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力,A错误;B.起跳阶段,运动员猛蹬滑道主要是通过增大滑道对人的作用力,根据动量定理可知,在相同时间内,为了增加向上的速度,B正确;C.飞行阶段,运动员所采取的姿态是为了减小水平方向的阻力,从而减小水平方向的加速度,C错误;D.着陆阶段,运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间,根据动量定理可知,可以减少身体受到的平均冲击力,D错误。
故选B。
例题2.(2022·北京大兴精华学校三模)神舟十三号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置,速度减至10m/s,并以这个速度开始在大气中降落。
在距地面1m时,返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气,舱体再次减速。
动量复习[知识要点]一、基本概念1、冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft,是描述力的时间积累效应的物理量。
(1)I=Ft只能用来计算恒力的冲量。
对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
(2)冲量是矢量,它的方向由力的方向决定,但不一定和力的方向相同。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
对于方向不断变化的力的冲量,其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
(3)冲量是过程量,它与时间相对应。
(4)冲量的单位:N·S2、动量:物体的质量和速度的乘积叫做动量:p=mv,是描述物体运动状态的一个物理量。
(1)动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
(2)动量是状态量,它与时刻相对应。
(3)动量的相对性:由于物体的速度与参考系的选取有关,所以物体的动量也与参考系选取有关,因而动量具有相对性。
题中没有特别说明的,一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。
(4)动量的单位:kg·m/s(5)动量的变化:△p=p t-p0。
由于动量为矢量,动量的变化也为矢量。
A、若初末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。
B、若初末动量不在同一直线上,则运算遵循平行四边形定则。
(6)动量大小与动能的关系:,二、基本规律1、动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
即I=△p(1)研究对象:单个物体某个过程(2)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)。
(3)动量定理给出了冲量和动量变化间的互求关系。
(4)现代物理学把力定义为物体动量的变化率:(牛顿第二定律的动量形式)。
(5)动量定理的表达式是矢量式。
在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正。
2、动量守恒定律:一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
高考物理北京力学知识点之动量单元汇编及答案一、选择题1.在撑杆跳高场地落地点铺有厚厚垫子的目的是减少运动员受伤,理由是A.减小冲量,起到安全作用B.减小动量变化量,起到安全作用C.垫子的反弹作用使人安全D.减小动量变化率,起到安全作用2.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失,取重力加速度 g=10 m/s 2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )A.B.C.D.3.质量为m的质点作匀变速直线运动,取开始运动的方向为正方向,经时间t速度由v变为-v,则在时间t内A.质点的加速度为2v tB.质点所受合力为2mvtC.合力对质点做的功为2mvD.合力对质点的冲量为04.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动5.如图所示,光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球,以某一水平速度射向静止在轨道上带正电的乙球,当它们相距最近时,甲球的速度变为原来的15.已知两球始终未接触,则甲、乙两球的质量之比是A.1:1B.1:2C.1:3D.1:46.如图所示,两个相同的木块A、B静止在水平面上,它们之间的距离为L,今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了A、B,在子弹射出A时,A的速度为v A,子弹穿出B时,B的速度为v B,A、B停止时,它们之间的距离为s,整个过程A、B没有相碰,则()A.s=L,v A=v B B.s>L,v A<v B C.s<L,v A>v B D.s<L,v A<v B 7.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒8.如图,光滑水平面上有两辆小车,用细线相连,中间有一个被压缩的轻弹簧,小车处于静止状态。
第30讲动量和动量定理目录复习目标网络构建考点一动量、动量变化量和冲量【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 动能、动量、动量变化量的比较知识点2 冲量及计算【提升·必考题型归纳】考向1 动量和动量变化量的计算考向2 冲量的计算考点二动量定理【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 动量定理的理解知识点2 动量定理的应用技巧【提升·必考题型归纳】考向1 应用动量定理解释生活现象考向2 应用动量定理求平均冲力考向3 在多过程问题中应用动量定理考点三两类柱状模型【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 流体类柱状模型知识点2 微粒类柱状模型【提升·必考题型归纳】考向1 流体类柱状模型考向2 微粒类柱状模型真题感悟1、理解和掌握动量定理。
2、能够用动量定理解决和处理生活中的实际问题。
动量和动量定理动量、动量变化和冲量1.动能、动量及其变化比较2.冲量及计算动量定理1.动量定理理解2.动量定理的应用技巧两类柱状模型流体类模型微粒类模型考点一动量、动量变化量和冲量知识点1 动能、动量、动量变化量的比较1.冲量(1)定义:力与力的的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式:I=。
(3)单位:冲量的单位是,符号是。
(4)方向:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向。
2.冲量的计算(1)恒力的冲量:直接用定义式I=Ft计算。
(2)变力的冲量①方向不变的变力的冲量,若力的大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,则力F在某段时间t内的冲量I=F1+F22t,其中F1、F2为该段时间内初、末两时刻力的大小。
①作出Ft变化图线,图线与t轴所夹的面积即为变力的冲量。
如图所示。
①对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即通过求Δp间接求出冲量。
考向1 动量和动量变化量的计算1.江南多雨,屋顶常常修成坡度固定的“人”字形,“人”字形的尖顶屋可以看做由两个斜面构成。
如图所示,斜面与水平方向的夹角均为α,房屋长度2x为一定值,将雨滴从“人”字形坡顶开始的下滑过程简化为雨滴从光滑斜面顶端由静止下滑。
北京四中审稿:李井军责编:郭金娟高一下学期期末复习专题三动量知识要点:一、冲量1、冲量:冲量可以从两个侧面定义或解释:①作用在物休上的力和力的作用时间的乘积,叫做该力对这物体的冲量。
②冲量是力对时间的累积效应。
力対物体的冲量,使物体的动量发生变化;而口冲量等于物体动量的变化。
2、冲量的表达式l = Ft.单位是牛顿•秒(N-s)3、冲量是欠量,其大小为力和作用时间的乘积,其方向沿力的作用方向。
如杲物体在时间/内受到儿个恒力的作用,则合力的冲量等于各力冲量的矢量和,其合成规律遵守平行四边形法则4、物体受到变力作川时,可引入平均作用力的冲量。
o二、动量1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
2、动量的表达式P = mvo单位是千克米/秒(kg-m/s)。
3、动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。
当物体在一条玄线上运动时,其动量的方向可用正负号表示。
4、因为速度是相对的,所以动量也是相对的,我们一•般取地面或相对地面静止的物体做参照物來确定动量的大小和方向。
5、动暈与物体的速度有瞬时对应的关系。
说物体的动量要指明是哪一时刻或哪一个位置时物体的动暈。
所以动量是描述物体瞬时运动状态的一个物理量。
动量与物体运动速度有关,但它不能表示物体运动快慢,两个质量不同的物体具有相同的速度,但不具有相同的动量。
三、动量定理1、物体受到冲暈的作用,将引起它运动状态的变化,具体表现为动量的变化。
2、动量定理:物体所受的介外力的冲量等于物体动量的增量。
用公式表示为:3、运川动呈定理耍注意以下儿个问题:①在中学阶段,动量定理的研究对彖是一个物体。
不加声明,应用动量定理时,总是以地面为参照系,即Pi,P2,AP都是和对地面而言的。
②动量处理是矢量式,它说明合外力的冲量与物体动量变化不仅大小相等,而且方向相同。
在应川动量定理解题时,要特别注意各矢量的方向,若各矢量方向在一条直线上,可选定一个正方向,用止负号表示各矢量的方向,就把矢量运算简化为代数运算。
一、选择题1.(0分)[ID :127083]高空作业须系安全带。
如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)。
此后经历时间t 安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A .2m gh mg t +B .2m gh mg t -C .m gh mg t +D .m gh mg t- 2.(0分)[ID :127079]一质量为m 的铁锤,以速度v 竖直打在木桩上,经过t ∆时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A . mg t ∆B . mv t ∆C . mv mg t +∆D . mv mg t-∆ 3.(0分)[ID :127073]一水龙头的出水口竖直向下,横截面积为S ,且离地面高度为h 。
水从出水口均匀流出时的速度大小为v 0,在水落到水平地面后,在竖直方向的速度变为零,并沿水平方向朝四周均匀散开。
已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g 。
水和地面的冲击时间很短,重力影响可忽略。
不计空气阻力和水的粘滞阻力。
则( )A .单位时间内流出水的质量为2S gh ρB .单位时间内流出水的质量为202S v gh ρ+C .地面受到水的冲击力大小为02Sv gh ρD .地面受到水的冲击力大小为2002Sv v gh ρ+4.(0分)[ID :127065]人和冰车的总质量为M ,另一木球质量为m ,且M ∶m =31∶2。
人坐在静止于水平冰面的冰车上,以速度v (相对地面)将原来静止的木球沿冰面推向正前方向的固定挡板,不计一切摩擦阻力,设小球与挡板的碰撞是弹性的,人接住球后,再以同样的速度v (相对地面)将球推向挡板。
人推多少次后不能再接到球( ) A .6次 B .7次 C .8次 D .9次5.(0分)[ID :127062]建筑工地上需要将一些建筑材料由高处运送到低处,为此工人们设计了一个斜面滑道,如图所示,滑道长为16m ,其与水平面的夹角为37°。
高考综合复习——动量专题复习一
动量动量定理动量守恒定律
编稿:郁章富审稿:李井军责编:郭金娟
总体感知
知识网络
考纲要求
命题规律
1.从近几年的高考试题来看,本专题是高考考查的重点之一,涉及本专题的高考试题有选择、填空、计算等题型。
高考试题中多次出现动量守恒和能量守恒相结合的综合计算题,有时还与带电粒子在电场和磁场中的运动、天体的运动、核反应等联系起来综合考查。
2.在新课标地区由于本专题的知识位于选考部分,因而有关动量的内容将出现在选做部分,而且以实验题和计算题形式出现的可能性较大。
在新课标地区的考试大纲中,对本专题的要求有所降低,因此出现大型综合题的可能性不大,出题形式还是以选择、计算、实验为主。
由于各考区的要求不同,出题的分值和形式也不一样。
比如在广东考区本专题为指定选考内容,与必考
内容相当;而在山东将以非选择题的形式出现,而其与原子物理部分合起来占有分值只有8分左右,故出现难题的可能性不大,出计算和实验题的可能性较大。
复习策略
本章的复习在时间上必须给予足够的保证,在思想上给予高度的重视。
1.注意提高对各知识点的理解能力,如动量、冲量、动量定理以及动量守恒定律的矢量性及意义,这在高考有关的大多数题目中都有刻意的体现。
2.注重提高分析综合能力和对实际问题进行抽象简化的能力。
在处理问题所描述的物理过程较为复杂情况时,首先必须明确题目所描述的物理过程,弄清物理现象发生的条件,并尽可能地用简洁的语言,或用数学公式把物理过程、物理条件表达出来,并将题设的条件进行合理的抽象和简化。
3.注重提高综合运用物理规律解决实际问题的能力。
高考有关试题中多次涉及到综合运用动量守恒定律、能量守恒定律、平抛运动规律等情况,要注意必须与客观实际相符,才能对问题做出全面准确的判断。
4.在动量守恒定律的复习中,要抓住速度的矢量性、瞬时性、同一性、同时性,分析物体之间的相互作用的过程,要针对某一过程确定状态,列出方程,抓住典型问题。
例如,人船问题,弹性碰撞问题,子弹打木块问题,弹簧问题,多个物体相互作用过程的选取问题等等,在复习中,要抓住两点:第一要注意选取系统(对象)和过程,第二要抓住摩擦力做功的特征、摩擦力做功和动能变化的关系,以及物体在相互作用时能量的转化关系,另外,对于碰撞问题,要注意碰撞的多种可能性,作出正确的分析判断后,再针对不同情况进行计算以免出现漏解。
第一部分动量、动量定理
知识要点梳理
知识点一——动量和冲量
▲知识梳理
1.动量
(1)定义:运动物体的质量与速度的乘积。
(2)表达式:。
(3)矢量性:动量是矢量,方向与速度方向相同。
运算遵守平行四边形定则。
(4)动量的变化量:是矢量,方向与一致。
特别提醒:
①物体动量的变化是个矢量,其方向与物体速度的变化量的方向相同。
在合外力为恒力的情况下,物体动量变化的方向也是物体加速度的方向,也即物体所受合外力的方向,这一点,在动量定理中可以看得很清楚。
②有关物体动量变化的运算,一定要按照矢量运算的法则(平行四边形定则)进行。
如果物体的初、末动量都在同一条直线上,常常选取一个正方向,使物体的初、末动量都带有表示自己方向的正负号,这样,
就可以把复杂的矢量运算化为简单的代数运算了。
(5)动量与动能的关系:。
2.冲量
(1)定义:力与力的作用时间的乘积。
(2)表达式:。
(3)冲量是矢量:它由力的方向决定。
▲疑难导析
1.动量、动能、动量变化量的比较
特别提醒:
(1)当物体的速度大小不变,方向变化时,动量一定改变,动能却不变,如:匀速圆周运动。
(2)在谈及动量时,必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态所具有的动量。
(3)物体动量的变化率等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达形式。
2.对动量、冲量概念进一步的理解
(1)动量是状态量,对应于物体运动的某个状态;冲量是过程量,是力对时间的累积效应。
它们都是矢量,必须大小、方向都相同,才能说两物体的动量、冲量相同。
(2)冲量的方向由力的方向决定,在作用时间内力的方向不变,冲量的方向就是力的方向。
若力的方向变化,冲量的方向与动量变化方向相同。
如:匀速圆周运动中,质量为m的物体,线速度大小为v,运动半个周期向心力的冲量方向如何?
(3)仅适用于恒力的冲量计算,计算中I的大小与物体运动状态无关,力与时间要一一对应,变力的冲量应用动量定理计算。
例如质量为m的小球用长为r的细绳的一端系住,在水平光滑的平面内绕细绳的另一端做匀速圆周运动,速率为v,周期为T。
向心力在半个周期的冲量不等于。
而是半个周期的始、末线速度方向相反,动量的变化量是。
根据动量定理可知,向心力在半个周期的冲量大小也是,方向与半个周期的开始时刻线速度的方向相反。
:一个质量为1 kg的物体,放在水平桌面上,受到一个大小为10 N,与水平方向成角的斜向下的推力作用,如图所示。
g取10,则在5s内推力冲量大小为_______,支持力
的冲量大小为_______。
解析:推力F和桌面对物体的支持力
皆为恒力,且=16 N,
则推力的冲量,
支持力的冲量
知识点二——动量定理
▲知识梳理
1.动量定理
(1)内容:物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化量。
(2)表达式:或
(3)根据,得,即。
这是牛顿第二定律的另一种表达形式:作用力F等于物体动量的变化率。
特别提醒:都是矢量运算,所以用动量定理解题时,应首先确定研究对象,根据各已知量的方向确定它们的正负,再代入运算。
2.应用动量定理解题的步骤
(1)选取研究对象;
(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态;
(3)分析研究对象所研究的物理过程中的受力情况;
(4)规定正方向,根据动量定理列式;
(5)解方程,统一单位,求解结果。
▲疑难导析
1.对动量定理的几点说明
(1)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。
对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力。
系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
(2)用牛顿第二定律和运动学公式能求解恒力作用下的匀变速直线运动的间题,凡不涉及加速度和位移的,用动量定理也能求解,且较为简便。
但是,动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。
对于变力,动量定理中的F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
(3)用动量定理解释的现象一般可分为两类:一类是物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小。
另一类是作用力一定,此时力的作用时间越长,动量变化越大;力的作用时间越短,动量变化越小。
分析问题时,要把哪个量一定哪个量变化搞清楚。
2.动量定理的应用技巧
(1)应用求变力的冲量
如果物体受到变力作用,则不直接用求变力的冲量,这时可以求出该力作用下的物体动量的变化
,等效代换变力的冲量I。
(2)应用求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。
曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化需要应用矢量运算方法,比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。
:物体A和B用轻绳相连接,挂在轻弹簧下静止不动,如图(a)所示,A的质量为m,B的质量为M。
当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升经某一位置时的速度大小为v.这时,
物体B的下落速度大小为u,如图(b)所示。
在这段时间里,弹簧的弹力对物体A的
冲量为()。