《西奥赛辅导第二轮教案第七章：动量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西奥赛辅导第二轮教案第七章：动量（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第七章 动量、动量守恒定律考点要求、读解内 容 要 求 读 解25动量、冲量、动量定理 理解动量、冲量的意义.准确掌握动量定理的运用方法.26动量守恒定律 准确理解动量守恒定律的内容熟练掌握运用动量守恒定律的方法.32动量知识和机械能知识的应用（包括碰撞、反冲、火箭等） 熟练掌握动量守恒和能量守恒相结合的综合计算方法.33航天技术的发展和宇宙航行 了解我国航天技术的高速发展，关注载人航天的成功和探月计划的实施.命题趋势导航本章知识是高考的热点,也是重点,试题经常与机械能守恒定律,平抛运动、圆周运动等力学、及电磁学、原子物理等知识点组成综合题.这类题型,前后两个物理过程总是通过碰撞来过渡的,这
2、就决定了动量守恒定律在解题过程中的纽带作用,而且题目难度大,多以综合形式出现.其命题方向有：1对动量定理的考查绝大多数问题设置的情景是短暂且是变力作用的过程,直接用冲量的概念无法解决,只能依据动量定理,通过动量的变化求解某一变力的冲量或者合力的冲量.2对动量守恒定律的考查：主要是运用动量守恒定律确定相互作用的各物体作用完成以后的运动状态，即各个物体速度的大小和方向,或者是动量的大小和方向.3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复合场中的运动,核反应等联系起来综合考查.4动量知识的应用：反冲、火箭、航天技术的发展和宇宙航行,一定会成为新的热点.我国
3、的载人航天已取得成功,探月计划、探火星计划已纳入日程，因此对这些热点问题应引起高度重视.7.1 动量、冲量、动量定理一、概念与规律精释1.动量(1)定义:运动物体的速度和质量的乘积叫做物体的动量,即 .mvp(2)理解动量的矢量性: 动量的方向与 的方向相同,两个动量相同,必须大小相等,方向相同.v动量的瞬时性:动量是一个状态量,通常所说的物体的动量是指物体在某一时刻的动量,计算物体的动量要用这一时刻的瞬时速度.动量的相对性:由于物体运动的速度与参考系的选择有关,通常在不说明参考系的情况2下,物体的动量是指物体相对地面的动量.(3)动量的变化量(其中 是末动量 , 是初动量).0Ptt0P也是
4、矢量，其方向与速度的改变量 的方向相同.v若在一条直线上,先规定正方向，再把矢量运算化为代数运算.2.冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量，即 .tFI(2)理解冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定，如果在作用时间内力的方向不变，冲量的方向就是力的方向.冲量是一个过程量，即它是力对物体的作用经历一段时间后的积累效果，对于冲量要明确力是在哪一个过程(或哪一段时间)的冲量.冲量由力和力的作用时间决定，与物体的运动状态无关，与参考系的选择无关.例 1：下列说法正确的是( )A物体的质量越大,其动量越大B作用在物体上的力越大，物体受到的冲量也越大C冲量越大,动量也越大D物体的动能越大,其
5、动量越大E质量和速率都相同的物体的动量一定相同F一个物体的运动状态变化，它的动量和速度一定改变G动量变化的物体，动能一定变化3.动量定理(1)内容及表达式物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化. 即= 或 FtP mvFt(2)物理意义动量定理反映的是力对时间的积累效果，是使物体的动量发生变化的原因.(3)牛顿第二定律的动量表述,合力的冲量决定了物体动量的变化pt,这是牛顿第二定律的另一种表述,作用力 决定了物体动量的变化率.tF F(4)适用条件动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,对于微观现象和高速运动仍然适用；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
6、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(系统内相互作用力的总冲量为零).动量定理不仅适用于恒力,也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力 应F3理解为变力在作用时间内的平均值.例 2：水平抛出后在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，则（ ）A在相等的时间间隔内动量的变化相同B在任何时间内，动量变化的方向都在竖直方向 C在任何时间内，动量对时间的变化率恒定D在刚抛出时的瞬间，动量对时间的变化率为零 例 3：质量为 0.5kg 的弹性小球,，从 1.25m 高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为0.8m，设碰撞时间为 0.1s，g=10m/s 2,求小球对地板的平均冲力.
7、二、方法与技巧导引1对动量定理的理解(1)矢量性= 是矢量式， （一维情况下）应用动量定理中时要先选取正方向，与之相关的FtP物理量 、I 、P 、 、 、 均为矢量，在分析问题时应注意其方向的关系 .vtv(2)过程的分段性和整体性对过程较为复的运动，可分段、也可整个过程由动量定理来列式，注意各个过程的受力情况及对应的时间，前一阶段的末状态是后一阶段的初状态.(3)合外力的冲量与外力冲量的矢量和动量定理公式中的 是合外力的冲量，也可以是外力冲量的矢量和，是使研究对象动Ft量发生变化的原因.(4)应用动量定理解题的关键：分析物体的受力情况和运动过程，选取正方向例 4：某物体由静止开始运动，先以
8、加速度 做时间为 的匀加速直线运动，接着又在a1t阻力作用下做匀减速直线运动，经时间 速度为零，若物体一直在同样的水平面上运动，则2t前一段的牵引力 与整个过程中的阻力 大小之比？FfF2应用动量定理解释物理现象用动量定理解释现象一般可分为三种情况:4(1)当 P 一定时，由 可知， .tpFt1(2)当 一定时，由 可知， .F(3)当 一定时， 由 可知，t tpp例 5：一个笔帽竖直放在桌面上平放的纸条上,要求把纸条从笔帽下抽出,如果慢慢地拉动纸条,笔帽必倒,若快速抽拉纸条,笔帽可能不倒,以下说法正确的是（ ）A缓慢拉动纸条时，笔帽受到的冲量小B缓慢拉动纸条时，纸条对笔帽水平作用力小，笔
9、帽可能不倒C快速拉动纸条时，笔帽受到的冲量小，笔帽可能不倒D快速拉动纸条时，纸条对笔帽水平作用力小3应用动量定理解题的步骤(1)确定研究对象；(2)确定所研究的物理过程及其初、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，根据动量定理列方程式；(5)解方程，统一单位，求解结果.例 6：一高空作业的工人体重为 600N，系一条长为 5m 的安全带，若工人不慎跌落时，安全带的缓冲时间 s，则安全带受到的平均冲力是多大？ (g=10m/s2)1t4变力的冲量及曲线运动中动量变化的求解(1)应用 求变力的冲量PI如果物体受到变力作用,则不能直接用 求变力的冲量.这时可以求出
10、该力作用下物tFI体动量的变化量 ,等效代换变力的冲量 .(2)应用 求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化.tF曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化 比较复杂,如果作用力是恒P力,可以求恒力的冲量,进而求出动量的变化量.例 7：跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量 =60kg,初速度m=10m/s,若经过 1s 时,速度为 m/s,则在此过程中,运动员动量的变化量为（g=10m/s 2,0v 210v不计空气阻力） （ ）A B smkg/6 smkg/6C D/)12(0 /)12(0例 8：物体 A 和 B 用轻绳相连挂在轻弹簧上静止不动，如图 7-1-图
11、 7-1-151（甲）所示,A 的质量为 ,B 的质量为 ,当连接 A、B 的绳突然断开后,物体 A 上升经某mM一位置时速度大小为 ,这时物体 B 下落速度大小为 ,如图 7-1-1（乙）所示,在这段时间内,vu弹簧的弹力对物体 A 的冲量为（ ） A B uC DMu5用动量定理求解连续流体问题运用动量定理解决流体(如水、空气等)的变质量问题时，通常建立一管道模型，隔离一部分微元作为研究对象，然后列式计算.例 9：高压水枪出水口的截面积为 ,水的射速为 ,射到煤层上后,速度变为零,若水的sv密度为 ,求水对煤层的冲力.三、创新与应用范例例 10 (交通事故中的动量定理的应用)新型轿车前排都
12、装有安全气囊，其内储有某种物质，一受到冲击就立即分解成大量气体，使气囊迅速膨胀，填补在乘务员与挡风玻璃、方向盘之间，防止乘务受伤，某次实验中汽车速度为 144km/h，贺驶员冲向气囊后经 0.2s 停止运动，设驾驶员冲向气囊部分的质量为 40kg，头部和胸部作用在气囊上的面积为 700cm2，在这种情况下，驾驶员的头部和胸部受到的平均压强是多大？例 11(人造卫星的轨道维持)离子发动机是一种新型空间发动机,它能给卫星轨道纠偏或调整姿态提供动力.其中有一种离子发动机是让电极发射的电子撞击氙原子,使之电离,产生的氙离子经加速电场加速后从尾喷管喷出,从而使卫星获得反冲力,这种发动机通过改变单位时间内
13、喷出离子的数目和速率，能准确获得所需的纠偏力.假设卫星（连同离子发动机）总质量为 ,每个氙离子的质量为 ,电量为 ,加速电压为 ,设卫星原处于静止状态，若要MmqU是卫星在离子发动机的起动阶段能获得大小为 的动力,则发动机单位时间内喷出多少个氙F离子？此时发动机发射离子的功率多大？6四、随堂练习1.关于冲量这个物理量，下面的几种说法中正确的是（ ）A.只要两个物体受到的冲量相同,这两个物体的动量也总是相同的B.一个力对物体不做功,这个力对物体的冲量也为零C.作用在物体上的力越大,这个力的冲量也越大D.大小相等，方向相同的两个力,分别作用在质量不同的两个物体上 ,如果作用的时间相同,产生的冲量也
14、相同2.玻璃杯从同一高度度自由落下,掉落在硬质水泥地板上易碎,掉落在松软地毯上不易碎,这是由于玻璃杯掉在松软地毯上( )A.所受合力的冲量小B.动量的变化量较小C.动量的变化率较小D.地毯对杯子的作用力小于杯子对地毯的作用力3.如图 7-1-2 所示,一个物体在与水平成 角的拉力 F 的作用下匀速前进了时间 t 秒，则（ ）A拉力 F 对物体的冲量大小为 F tB拉力对物体的冲量大小为 F tsinC摩擦力对物体的冲量大小为 F tsinD合外力对物体的冲量为零4.如图 713 所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中,相同的物理量是（
15、）A.重力的冲量B.弹力的冲量C.合力的冲量D.刚到达底端的动量E.刚到达底端时的动量的水平分量F.以上几个量都不同5.一质量为 的小球,以初速度 沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为 的固定斜m0v 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 3/4,求在碰撞中斜面对小球的冲量的大小.图 712图 71376一艘帆船在静水中由于风力的推动做匀速直线运动,帆面的面积为 ,风速为 ，船速s1v为 空气密度为 ,求帆船在匀速前进时帆面受到的平均风力大小为多少？)(12v7如图 714 所示，光滑水平桌面上并排紧靠着 A、B 两木块，其质量分别为 mA=0.5kg，m B=1kg。一颗水平飞行的子弹依次穿过两木块历时分别为 t1=0.ls，t 2=0.2s。若子弹穿过木块时所受阻力恒为 f=300N，则子弹穿过两木块后，木块 A、B 的速度各为多少？8质量为 1.0kg 的物体静止在光滑水平面上,有 F = 2.0N 的水平外力作用其上,且每隔 4s力 F 在水平面内突然沿逆时针方向转过 (力转动时间极短).求：90（1）16s 内物体的平均速度大小为多少？（2）16s 内外力的冲量大小为多少？ 9.质量 的物块(可视为质点在水平恒力 F 作用下,从水平面上 A 点由静止开始kgm5.1
