成才之路 物理 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 選修3 5 動(dòng)量守恒定律 第十六章 第二節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理 第十六章 雞蛋從一米多高的地方落到地板上 肯定會(huì)被打破 現(xiàn)在 在地板上放一塊泡沫塑料墊 我們盡可能把雞蛋舉得高高的 然后放開(kāi)手 讓雞蛋落到泡沫塑料墊上 看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破 思考其中的道理 1 定義運(yùn)動(dòng)物體的 和它的 的乘積叫做物體的動(dòng)量 2 表達(dá)式p 3 單位 符號(hào) 4 方向動(dòng)量是矢量 它的方向與 方向相同 動(dòng)量 質(zhì)量 速度 mv 千克米每秒 kg m s 1 速度的 1 動(dòng)量的變化因?yàn)閜 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個(gè)發(fā)生了 動(dòng)量p就發(fā)生變化 2 動(dòng)量的變化量 1 定義 物體在某段時(shí)間內(nèi) 與 的矢量差 也是矢量 p 2 p p p 此式為矢量式 若p p不在同一直線上時(shí) 要用 定則 或矢量三角形定則 求矢量差 若在同一直線上 先規(guī)定正方向 再用正 負(fù)表示p p 可用 p p p 進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算求解 動(dòng)量的變化量 變化 末動(dòng)量 初動(dòng)量 p p 平行四邊形 mvt mv0 1 定義 與 的乘積叫力的沖量 2 表達(dá)式I 3 方向沖量是矢量 沖量的方向與 方向一致 沖量的方向跟 的方向一致 4 沖量的單位在國(guó)際單位制中是 符號(hào) 沖量 力 力的作用時(shí)間 F t 力的 動(dòng)量變化 牛頓 秒 N s 1 內(nèi)容物體在一個(gè)過(guò)程始末動(dòng)量的 等于它在這個(gè)過(guò)程中 的沖量 2 表達(dá)式 或 3 動(dòng)量定理的應(yīng)用碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力 要增大這種沖擊力就要設(shè)法 沖擊力的作用時(shí)間 要防止沖擊力帶來(lái)的危害 就要減小沖擊力 設(shè)法 其作用時(shí)間 動(dòng)量定理 變化量 所受力 mv mv F t t p p I 減少 延長(zhǎng) 一 對(duì)動(dòng)量的理解1 動(dòng)量是狀態(tài)量求動(dòng)量時(shí)要明確是哪一物體在哪一狀態(tài) 時(shí)刻 的動(dòng)量 p mv中的速度v是瞬時(shí)速度 2 動(dòng)量的矢量性動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同 有關(guān)動(dòng)量的運(yùn)算 如果物體在一條直線上運(yùn)動(dòng) 則選定一個(gè)正方向后 動(dòng)量的矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算了 3 動(dòng)量的相對(duì)性指物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān) 選不同的參考系時(shí) 同一物體的動(dòng)量可能不同 通常在不說(shuō)明參考系的情況下 物體的動(dòng)量是指物體相對(duì)地面的動(dòng)量 4 動(dòng)量與速度 動(dòng)能的區(qū)別和聯(lián)系 1 動(dòng)量與速度a 區(qū)別 速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向 動(dòng)量在描述物體運(yùn)動(dòng)方面更進(jìn)一步 更能體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的作用效果 b 聯(lián)系 動(dòng)量和速度都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 都是矢量 動(dòng)量的方向與速度方向相同 p mv 2 動(dòng)量和動(dòng)能的比較 特別提醒 動(dòng)量是矢量 比較兩個(gè)物體的動(dòng)量時(shí) 不能僅比較大小 也應(yīng)比較方向 只有大小相等 方向相同的兩個(gè)動(dòng)量才能相等 二 對(duì)沖量的理解1 對(duì)沖量的理解 1 沖量是過(guò)程量 沖量描述的是作用在物體上的力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng) 與某一過(guò)程相對(duì)應(yīng) 2 沖量的矢量性 沖量是矢量 在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí) 沖量的方向與力的方向相同 如果力的方向是變化的 則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的方向相同 3 沖量的絕對(duì)性 沖量?jī)H由力和時(shí)間兩個(gè)因素決定 具有絕對(duì)性 2 沖量的計(jì)算 1 單個(gè)力的沖量 利用公式I Ft計(jì)算 2 合力的沖量 如果是一維情形 可以化為代數(shù)和 如果不在一條直線上 求合沖量遵循平行四邊形定則 兩種方法 可分別求每一個(gè)力的沖量 再求各沖量的矢量和 另外 如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同 也可以先求合力 再用公式I合 F合 t求解 變力的沖量 用動(dòng)量定理列式求解 特別提醒 1 沖量是矢量 求沖量的大小時(shí)一定要注意是力與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間的乘積 2 判斷兩個(gè)力的沖量是否相同 必須滿(mǎn)足沖量的大小和方向都相同 缺一不可 甲同學(xué)說(shuō) 汽車(chē)沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樾『⒔o汽車(chē)的推力的沖量為零 乙同學(xué)說(shuō) 小孩給汽車(chē)的推力的沖量不為零 汽車(chē)沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樗艿暮狭Φ臎_量為零 誰(shuí)說(shuō)的對(duì) 答案 乙說(shuō)的對(duì) 解析 小孩給汽車(chē)的推力的沖量大小為I F t 汽車(chē)沒(méi)動(dòng)說(shuō)明它所受的合力為零 故其合外力的沖量為零 2 動(dòng)量定理的應(yīng)用 1 應(yīng)用動(dòng)量定理F t p定性解釋常見(jiàn)物理現(xiàn)象 由上式可以看出如果保持 p一定 則力作用的時(shí)間越短 沖力就越大 因此在需要增大作用力時(shí) 可盡量減少作用的時(shí)間 如打擊 碰撞等由于作用時(shí)間短 作用力往往較大 反之 作用時(shí)間越長(zhǎng) 力F就越小 因此在需要減小作用力的時(shí)候 可想辦法延長(zhǎng)力的作用時(shí)間 如利用海棉或彈簧的緩沖作用來(lái)延長(zhǎng)作用時(shí)間 達(dá)到減小作用力的目的 2 應(yīng)用I p求變力的沖量 如果物體受到大小 方向不變的力的作用 既可以應(yīng)用F t求力的沖量 也可以應(yīng)用物體動(dòng)量改變 p的大小和方向來(lái)替代力的沖量 如果物體受到大小 方向改變的力的作用 則不能直接用F t求變力的沖量 這時(shí)可以求在該力沖量作用下物體動(dòng)量改變 p的大小和方向 替代變力的沖量 3 應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟a 選定研究對(duì)象 明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程 b 進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初 末狀態(tài)分析 c 選定正方向 根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解 答案 C解析 人落地動(dòng)量變化一定 屈腿下蹲延緩了人落地時(shí)動(dòng)量變化所用的時(shí)間 依動(dòng)量定理可知 這樣就減小了地面對(duì)人的沖力 故C正確 對(duì)動(dòng)量及動(dòng)量變化的理解 解析 當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體的速度增大時(shí) 其末態(tài)動(dòng)量p2大于初態(tài)動(dòng)量p1 由矢量的運(yùn)算法則可知 p p2 p1 0 與物體運(yùn)動(dòng)方向相同 如圖 a 所示 所以A選項(xiàng)正確 當(dāng)物體速度減小時(shí) p2 p1 如圖 b 所示 p與p1或p2方向相反 B選項(xiàng)正確 當(dāng)物體的速度大小不變時(shí) 其方向可能變化 也可能不變化 動(dòng)量可能不變化即 p 0 也可能動(dòng)量大小不變而方向變化 此種情況 p 0 C選項(xiàng)不正確 當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 動(dòng)量的方向變化 即動(dòng)量一定變化 p一定不為零 如圖 c 所示 故D選項(xiàng)正確 答案 ABD 1 若開(kāi)始時(shí)足球的速度是4m s 方向向右 踢球后 球的速度為10m s 方向仍向右 如圖甲 則足球的初動(dòng)量p 方向 足球的末動(dòng)量p 方向 在這一過(guò)程中足球動(dòng)量的改變量 p 方向 2 若足球以10m s的速度撞向球門(mén)門(mén)柱 然后以3m s速度反向彈回 如圖乙 則這一過(guò)程中足球的動(dòng)量改變量是 方向 動(dòng)能改變量是 答案 1 1 6kg m s方向向右 4kg m s方向向右 2 4kg m s方向向右 2 5 2kg m s方向向左 18 2J 對(duì)沖量的理解 解析 力作用一段時(shí)間便有了沖量 而力作用一段時(shí)間后 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化 物體的動(dòng)量也發(fā)生了變化 因此說(shuō)沖量使物體的動(dòng)量發(fā)生了變化 A選項(xiàng)正確 只要有力作用在物體上 經(jīng)歷一段時(shí)間 這個(gè)力便有了沖量I Ft 與物體處于什么狀態(tài)無(wú)關(guān) 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況 是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果 所以B選項(xiàng)不正確 物體所受沖量I Ft與物體動(dòng)量的大小p mv無(wú)關(guān) C選項(xiàng)不正確 沖量的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān) 故D選項(xiàng)不正確 答案 A 答案 D 解析 由機(jī)械能守恒定律知兩物體滑到斜面底端時(shí)速度的大小相等 故選項(xiàng)D正確 速度的方向不同 故C錯(cuò) 由動(dòng)量的定義式I F t知A B錯(cuò) 故選D 動(dòng)量定理的應(yīng)用 答案 1 200N 方向豎直向下 2 205N 方向豎直向下 3 見(jiàn)解析 A 1m sB 1 5m sC 2m sD 2 5m s答案 CD 用動(dòng)量定理定性解釋物理現(xiàn)象 答案 C解析 籃球的動(dòng)量變化量一定 所以球?qū)κ值臎_量也一定 A B D錯(cuò)誤 由動(dòng)量定理F t p 可知 t增大 減小了球的動(dòng)量變化率 C正確 A 圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量小B 圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量大C 圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量與圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量一樣大D 以上三種情況都有可能 易錯(cuò)分析 由于對(duì)沖量概念理解不透 且不能把握 相同大小的恒定拉力 題中這一關(guān)鍵性條件 誤認(rèn)為圖甲中人對(duì)船做的功少 甲圖中人對(duì)繩拉力的沖量也小 錯(cuò)選A 正確解答 沖量是力和力作用的時(shí)間的乘積 由于人用相同大小的恒定拉力拉繩子 則在相同的時(shí)間內(nèi) 人對(duì)繩子拉力的沖量一樣大 正確選項(xiàng)為C 正確答案 C