新高考物理一轮复习分层提升练习专题36 动量 冲量和动量定理（原卷版）.doc

专题36动量冲量和动量定理

导练目标

导练内容

目标1

动量、动量变化量和冲量

目标2

动量定理

目标3

用动量定理解决流体类和微粒类“柱状模型”问题

【知识导学与典例导练】

动量、动量变化量和冲量

1．动能、动量、动量变化量的比较

动能

动量

动量变化量

定义

物体由于运动而具有的能量

物体的质量和速度的乘积

物体末动量与初动量的矢量差

定义式

Ek＝eq\f(1,2)mv2

p＝mv

Δp＝p′－p

标矢性

标量

矢量

矢量

特点

状态量

状态量

过程量

关联

方程

Ek＝eq\f(p2,2m)，Ek＝eq\f(1,2)pv，p＝eq\r(2mEk)，p＝eq\f(2Ek,v)

联系

(1)都是相对量，与参考系的选取有关，通常选取地面为参考系

(2)若物体的动能发生变化，则动量一定也发生变化；但动量发生变化时动能不一定发生变化

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＝eq\f(F1＋F2,2)t，其中F1、F2为该段时间内初、末两时刻力的大小。

②作出F-t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。

③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。

【例1】两个质量不同的物体在同一水平面上滑行，物体与水平面间的动摩擦因数相同，比较它们滑行的最大距离，下列判断中正确的是（）

A．若两物体的初速度相等，则它们的最大滑行距离相等

B．若两物体的初动量相等，则它们的最大滑行距离相等

C．若两物体的初动能相等，则质量小的最大滑行距离大

D．若两物体停止前的滑行时间相等，则两物体的最大滑行距离相等

【例2】一质量为SKIPIF10的物块在合外力SKIPIF10的作用下从静止开始沿直线运动。SKIPIF10随某物理量变化的图线如图所示，则（）

A．若横轴为时间t/s，则SKIPIF10时物块的动量大小为SKIPIF10

B．若横轴为时间t/s，则SKIPIF10时物块的动量大小为SKIPIF10

C．若横轴为位移x/m，则SKIPIF10时物块的动能大小为SKIPIF10

D．若横轴为位移x/m，则SKIPIF10时物块的动能大小为SKIPIF10

动量定理

1.动量定理的理解

(1)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)。

(2)动量定理给出了冲量和动量变化间的相互关系。

(3)现代物理学把力定义为物体动量的变化率:F=Δp

(4)动量定理的表达式F·Δt=Δp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方向。运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。

(5)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。

2.应用动量定理解释的两类物理现象

(1)当物体的动量变化量一定时,力的作用时间Δt越短,力F就越大,力的作用时间Δt越长,力F就越小,如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎。

(2)当作用力F一定时,力作用时间Δt越长,动量变化量Δp越大,力的作用时间Δt越短,动量变化量Δp越小。

3.动量定理的应用技巧

(1)应用I=Δp求变力的冲量

如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp,等效代换得出变力的冲量I。

(2)应用Δp=FΔt求动量的变化

【例3】当地时间2021年7月30日，东京奥运会女子蹦床决赛，整套动作完美发挥的朱雪莹，以56.635分夺得金牌，帮助中国蹦床队时隔13年重获该项目冠军。队友刘灵玲收获一枚银牌。已知朱雪莹的体重为45kg，在比赛中，朱雪莹从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知朱雪莹与网接触的时间为0.15s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，g取SKIPIF10，则（）

A．运动员下落接触网面前瞬间的速度为6m/s

B．运动员上升离开网面瞬间的速度为10m/s

C．运动员和网面之间的相互作用力大小为5400N

D．运动员和网面