（天津专用）2020届高考物理一轮复习 基础课14 动量 动量定理课件 新人教版

基础课14动量动量定理-2-知识点一知识点二知识点三动量1.定义:运动物体的质量和的乘积叫作物体的动量,通常用p来表示。2.表达式:p=。3.单位:。4.标矢性:动量是矢量,其方向和方向相同。速度mvkg·m/s速度-3-知识点一知识点二知识点三冲量1.定义:力和力的的乘积叫作这个力的冲量。公式:I=。2.单位:冲量的单位是,符号是。3.方向:冲量是矢量,冲量的方向与力的方向。作用时间Ft牛·秒N·s相同-4-知识点一知识点二知识点三动量定理1.内容:物体所受的冲量等于物体的变化。2.表达式:Ft=Δp=p'-p。3.矢量性:动量变化量的方向与的方向相同,可以在某一方向上用动量定理。合外力动量合外力-5-考点一考点二冲量、动量及动量变化的计算(自主悟透)1.冲量的计算方法(1)计算冲量可以使用定义式I=Ft求解,此方法仅限于计算恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态。(2)利用F-t图像计算,F-t围成的面积可以表示冲量,该种方法可以计算变力的冲量。-6-考点一考点二2.动量、动能、动量变化量的比较项目动量动能动量变化量定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式p=mvEk=12mv2Δp=p'-p标矢性矢量标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程Ek=p22m,Ek=12pv,p=2mE𝑘,p=2E𝑘v-7-考点一考点二思维训练1.(2018·河南郑州调研)(多选)如图所示,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开始自由下滑,不计空气阻力,在它们到达斜面底端的过程中()A.重力的冲量相同B.斜面弹力的冲量不同C.斜面弹力的冲量均为零D.合力的冲量不同答案解析解析关闭设斜面高度为h,倾角为θ,物体质量为m,可求得物体滑至斜面底端的速度大小为v=2𝑔ℎ,所用时间t=1sin𝜃2ℎ𝑔。由冲量定义可求得重力的冲量大小为IG=mgt=𝑚2𝑔ℎsin𝜃,方向竖直向下,故选项A错误;斜面弹力的冲量大小为IN=mgcosθ·t=𝑚2𝑔ℎtan𝜃,方向垂直斜面向上,选项B正确,C错误;合力的大小为mgsinθ,I合=mgsinθ·t=m2𝑔ℎ,方向沿斜面向下(与合力方向相同),即合力冲量的大小相同,方向不同,故选项D正确。答案解析关闭BD-8-考点一考点二2.(2017·全国Ⅲ卷)(多选)一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示,则()A.t=1s时物块的速率为1m/sB.t=2s时物块的动量大小为4kg·m/sC.t=3s时物块的动量大小为5kg·m/sD.t=4s时物块的速度为零答案解析解析关闭根据动量定理Ft=m×Δv得,t=1s时物块的速率为1m/s,A正确;t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s,B正确;t=3s时物块的动量大小为前3s内图线与时间轴所围成图形的“总面积”,S=2×2N·s-1×1N·s=3N·s,故t=3s时物块的动量大小为3kg·m/s,C错误;由于前4s内图线与时间轴所围成图形的“总面积”不为零,故冲量不为零,速度不为零,D错误。答案解析关闭AB-9-考点一考点二动量定理的理解和应用(师生共研)1.理解动量定理的要点(1)应用动量定理时研究对象既可以是单一物体,也可以是系统。当研究对象为系统时,不考虑内力的冲量。(2)求合力的冲量的方法有两种:第一先求合力再求合力冲量,第二求出每个力的冲量再对冲量求矢量和。(3)动量定理是矢量式,列方程之前先规定正方向。2.用动量定理解释现象(1)Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小。(2)F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小。分析问题时,要把哪个量不变,哪个量变化搞清楚。-10-考点一考点二3.动量定理的两个重要应用(1)应用I=Δp求变力的冲量。(2)应用Δp=FΔt求动量的变化量。-11-考点一考点二例题如图所示,一质量为m的滑块在固定于竖直平面的半径为R的光滑轨道内运动。若滑块在圆心等高处C点由静止释放,则滑块从C点到达最低点B的过程中所受合力的冲量大小为多大?方向如何?思维点拨已知滑块的初速度和末速度,由动量定理即可求出滑块受到的合外力的冲量。-12-考点一考点二解析根据机械能守恒定律,有mgR=12𝑚𝑣𝐵2所以vB=2𝑔𝑅根据动量定理I=mvB-0=m2𝑔𝑅冲量I的方向一定与vB的方向相同,水平向右。答案m2𝑔𝑅水平向右-13-考点一考点二【拓展延伸1】在例题中,若滑块在圆轨道上运动时能够到达圆周的最高点,且这时对轨道压力刚好为0,则滑块从A点沿轨道到达最低点B的过程中所受到的合力的冲量的大小多大?方向如何?解析滑块在A点时对轨道压力刚好为0,说明此时物体只受重力。mg=m𝑣𝐴2𝑅,vA=𝑅𝑔从A到B机械能守恒,有mg·2R+12𝑚𝑣𝐴2=12𝑚𝑣𝐵2vB=5𝑅𝑔根据动量定理,并设向左方向为正,则I=m(-vB)-mvA=-m(5𝑅𝑔+𝑅𝑔)=-(5+1)m𝑅𝑔。答案(5+1)m𝑅𝑔方向水平向右-14-考点一考点二【拓展延伸2】(多选)在交通事故中,汽车与拖车脱钩时有发生。如图所示,质量为m0的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进,当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与路面间的动摩擦因数为μ,那么从脱钩到拖车刚停下的过程中,下列说法正确的是()A.汽车和拖车整体动量守恒B.汽车和拖车整体机械能守恒C.从脱钩到拖车刚停下用时v0gμD.拖车刚停下时汽车的速度为(m0+m)(a+μg)μm0gv0答案解析解析关闭汽车和拖车整体合外力不为零,故动量不守恒,选项A错误;汽车和拖车整体除重力之外的其他力做功之和大于0,系统机械能增加,选项B错误;以拖车为研究对象,由牛顿第二定律得-μmg=ma',则a'=-μg,由-v0=a't得,拖车脱钩后到停止经历的时间为t=𝑣0𝜇𝑔,选项C正确;全过程系统受到的合外力始终为(m0+m)a,末状态拖车的动量为零,全过程对系统应用动量定理可得(m0+m)a·𝑣0𝜇𝑔=m0v'-(m0+m)v0,解得v'=(𝑚0+𝑚)(𝑎+𝜇𝑔)𝜇𝑚0𝑔v0,选项D正确。答案解析关闭CD-15-考点一考点二方法技巧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求动量的变化例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(Δp=p2-p1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂。如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换得出动量的变化。