2 动量
课时1 动量及动量定理
[学习目标] 1.理解动量概念及其矢量性,会计算一维情况下的动量变化量.2.理解冲量的概念,知道冲量是矢量；理解动量定理及其表达式.3.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题.
一、动量
1.动量
(1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量.用符号p表示,单位：kg·m/s.
(2)动量是矢(选填“矢”或“标”)量,方向与速度的方向相同,运算遵循平行四边形定则.
(3)动量是状态量(选填“状态量”或“过程量”).
2.动量变化Δp＝p′－p
(1)方向：与速度变化的方向相同.
(2)若p′、p不在一条直线上,要用平行四边形定则求矢量差.
二、动量定理
1.冲量
(1)定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.
(2)公式：I＝Ft.
(3)单位：牛顿·秒,符号N·s.
2.动量定理
(1)内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化.
(2)公式：Ft＝mv′－mv或I＝Δp.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)动量相同的物体,运动方向一定相同.( √ )
(2)一个物体的动量改变,它的动能一定改变.( × )
(3)一个物体(质量不变)的动能改变,它的动量一定改变.( √ )
(4)冲量是矢量,其方向与力的方向相同.( √ )
(5)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内受到的合外力一定不为零. ( √ )
(6)物体受到的合外力的冲量越大,它的动量变化量一定越大.( √ )
2.质量为m的物体以初速度v竖直向上抛出,经时间t,达到最高点,速度变为0,以竖直向上为正方向,重力加速度为g,在这个过程中,物体的动量变化量是________,重力的冲量是__________.
答案 －mv －mgt
一、对动量及其变化量的理解
[导学探究] 在激烈的橄榄球赛场上,一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上了高大结实的对方运动员,自己被碰倒在地,而对方却几乎不受影响,这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关.
2.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么 ( )
A.从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应
3.红、黄、绿、紫四种单色光中，能量最小的是 ( )A.紫光光子 B.红光光子 C.绿光光子 D.黄光光子
4.一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞，碰撞后，电子向某一方向运动，光子沿着另一方向散射出去，这个散射光子跟原来入射时相比( )A.速度减小 B.频率增大 C.能量增大 D.波长增大
5.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是 ( )
A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
6.科学研究证明，光子既有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的频率为ν，碰撞后的频率为ν′，则以下说法中正确的是 ( )
A.碰撞过程中能量不守恒，动量守恒，且ν=ν′B.碰撞过程中能量不守恒，动量不守恒，且ν=ν′
C.碰撞过程中能量守恒，动量守恒，且ν>ν′D.碰撞过程中能量守恒，动量守恒，且ν=ν′
7.在如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么 ( )A.A光的频率大于B光的频率B.B光的频率大于A光的频率
C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a
8.(2013·上海高考)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，该激光器发出的 ( )
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第一部分 专题二 第2讲
基础题——知识基础打牢
1. (多选)(2022·广东汕头二模)科学家常在云室中加入铅板以降低运动粒子的速度．图示为物理学家安德森拍下的正电子在云室中运动的径迹，已知图示云室加垂直纸面方向的匀强磁场，由图可以判定( BC )
A．匀强磁场方向向外
B．正电子由上而下穿过铅板
C．正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同
D．正电子在铅板上、下磁场运动中动量大小相等
【解析】 正电子在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝mv2r解得r＝mvqB，由于正电子经过铅板后速度会减小，可知正电子经过铅板后的轨迹半径减小，从图中可以看出正电子在铅板上方轨迹半径比下方轨迹半径大，故正电子由上而下穿过铅板，由左手定则判断匀强磁场方向向里，A错误，B正确；正电子经过铅板后速度会减小，则正电子经过铅板后动量减小，正电子在铅板上、下磁场运动中动量大小不相等，D错误；正电子在磁场中做圆周运动的角速度为ω＝vr＝qBm可知正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同，C正确．故选BC.
2. (多选)(2022·重庆八中模拟)2022北京冬奥会期间，校园陆地冰壶也在积极的参与中．如图所示，某次投掷时，冰壶A以速度v＝3 m/s与冰壶B发生正碰，碰撞前后的速度均在同一直线上，若A、B的质量均为1 kg，则下列说法正确的是( CD )
A．碰撞后A的速度可能为2 m/s
B．碰撞后B的速度可能为1 m/s
C．碰撞后A不可能反向运动
D．碰撞后B的速度可能为2.5 m/s
【解析】 设A、B的质量为m，若发生弹性碰撞，根据动量守恒得mv＝mvA＋mvB，根据2
机械能守恒得12mv2＝12mv 2A＋12mv 2B，解得A、B的速度分别为vA＝0，vB＝v＝3 m/s，若发生完全非弹性碰撞，则mv＝(m＋m)v共，解得A、B的共同速度为v共＝1.5 m/s，所以碰撞后A、B球的速度范围分别为0～1.5 m/s,1.5 m/s～3 m/s，故选CD.
课时2 反冲现象与火箭的发射
[学习目标] 1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.
一、反冲现象
1.定义
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象.
2.规律：反冲运动中,相互作用力一般较大,满足动量守恒定律.
二、火箭
1.工作原理：利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出,使火箭获得巨大的向前的速度.
2.影响火箭获得速度大小的两个因素
(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s.
(2)质量比：火箭起飞时的质量与燃料燃尽时的质量之比.喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大.
3.现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具,如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果.( √ )
(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析.( × )
(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子.( √ )
(4)火箭点火后离开地面加速向上运动,是地面对火箭的反作用力作用的结果.( × )
(5)在没有空气的宇宙空间,火箭仍可加速前行.( √ )
2.如图1所示是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹角为α,炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦,则炮车向后反冲的速度大小为v＝________.
图1
答案 mv0cos αM
解析 取炮弹与炮车组成的系统为研究对象,因不计炮车与地面的摩擦,所以水平方向动量守恒.炮弹发射前,系统的总动量为零,炮弹发射后,炮弹的水平分速度为v0cos α,根据动量守恒定律有：mv0cos α－Mv＝0
