1、知识点一冲量(I)1.即 ( 为末动量,P 为初动量)2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。3.公式: 或4.注意事项:动量定理的表达式是矢量式,在应用时要注意规定正方向;式中 F 是指包含重力在内的合外力,可以是恒力也可以是变力研究对象是单个物体或者系统;不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用与微观物体的高速运动。5.应用:在动量变化 一定的条件下,力的作用时间 越短,得到的作用力就越大, 规律方法指导1.动量定理和牛顿第二定律的比较(1)动量定理反映的是力在时间上的积累效应的规律,而牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应的规律(2)由动量定理得到的 ,可以理解为牛顿第二定律的另一种
2、表达形式,即:物体所受的合外力等于物体动量的变化率。4.应用动量定理解题的步骤选取研究对象;确定所研究的物理过程及其始末状态;分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况;规定正方向,根据动量定理列式;类型一对基本概念的理解1.关于冲量,下列说法中正确的是( )A.冲量是物体动量变化的原因 B.作用在静止的物体上力的冲量一定为零C.动量越大的物体受到的冲量越大 D.冲量的方向就是物体受力的方向思路点拨:此题考察的主要是对概念的理解解析:力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A 对;只要有力作用在物体上,经历
3、一段时间,这个力便有了冲量,与物体处于什么状态无关,B 错误;物体所受冲量大小与动量大小无关,C 错误;冲量是一个过程量,只有在某一过程中力的方向不变时,冲量的方向才与力的方向相同,故 D 错误。答案:A【变式】关于冲量和动量,下列说法中错误的是( )A.冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量 B.冲量是描述运动状态的物理量C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量的方向与动量的方向一致答案:BD点拨:冲量是过程量;冲量的方向与动量变化的方向一致。故 BD 错误。类型二用动量定理解释两类现象2.玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎。这是为什么?解释:玻璃杯易碎与
4、否取决于落地时与地面间相互作用力的大小。由动量定理可知,此作用力的大小又与地面作用时的动量变化和作用时间有关。因为杯子是从同一高度落下,故动量变化相同。但杯子与地毯的作用时间远比杯子与水泥地面的作用时间长,所以地毯对杯子的作用力远比水泥地面对杯子的作用力小。所以玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎。. 如图,把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面抽出,解释这些现象的正确说法是( )A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大B.在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力小C.在缓慢拉动时,纸带给重物的冲量大D.在
5、迅速拉动时,纸带给重物的冲量小解析:在缓慢拉动时,两物体之间的作用力是静摩擦力,在迅速拉动时,它们之间的作用力是滑动摩擦力。由于通常认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力。所以一般情况是:缓拉摩擦力小;快拉摩擦力大,故 AB 都错;缓拉纸带时,摩擦力虽小些,但作用时间很长,故重物获得的冲量可以很大,所以能把重物带动。快拉时摩擦力虽大些,但作用时间很短,故冲量小,所以动量改变也小,因此,CD 正确。总结升华:用动量定理解释现象一般可分为两类:一类是物体的动量变化一定,力的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小。另一类是作用力一定,力的作用时间越长,动量变化越大;力的作用时间越短,动量变化越小。分析问
6、题时,要搞清楚哪个量一定,哪个量变化。类型三动量定理的基本应用4. 质量为 1T 的汽车,在恒定的牵引力作用下,经过 2s 的时间速度由 5m/s 提高到8m/s,如果汽车所受到的阻力为车重的 0.01,求汽车的牵引力?【变式】一个质量 5kg 的物体以 4m/s 的速度向右运动,在一恒力作用下,经过 0.2s其速度变为 8m/s 向左运动。求物体所受到的作用力。类型四求平均作用力5. 汽锤质量 ,从 1.2m 高处自由落下,汽锤与地面相碰时间为 ,碰后汽锤速度为零,不计空气阻力。求汽锤与地面相碰时,地面受到的平均作用力。【变式 1】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的
7、运动项目。一个质量为 的运动员,从离水平网面 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 高处。已知运动员与网接触的时间为 。若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g 取 )【变式 2】质量为 60kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保障,使他悬挂起来,已知弹性安全带缓冲时间为 1.2s,安全带长为 5m,则安全带所受的平均作用力。(g 取 )类型五用动量定理求变力的冲量6. 如图所示,将一轻弹簧悬于 O 点,下端和物体 A 相连,物体 A 下面用细线连接物体 B,A、B 质量分别为 M、m,若将细线剪断,待 B 的速度为 v 时,A 的速度为 V,方向
8、向下,求该过程中弹簧弹力的冲量。类型六用动量定理解决变质量问题7. 一艘帆船在静水中由风力推动做匀速直线运动。设帆面的面积为S,风速为 v1,船速为 v2(v 2v1),空气的密度为 ,则帆船在匀速前进时帆面受到的平均风力大小为多少?类型七动量定理在系统中的应用8. 滑块 A 和 B(质量分别为 mA和 mB)用轻细线连接在一起后放在水平桌面上,水平恒力 F 作用在 B 上,使 A、B 一起由静止开始沿水平桌面滑动,如图。已知滑块 A、B 与水平面的滑动摩擦因数均为 ,在力 F 作用时间 t 后,A、B 间连线突然断开,此后力 F 仍作用于 B。试求:滑块 A 刚好停住时,滑块 B 的速度多大
9、?【变式】质量为 M 的金属块和质量为 m 的木块通过细线连在一起,从静止开始以加速度 a 在水中下沉。经过时间 t,细线断了,金属块和木块分离。再经过时间 ,木块停止下沉,求此时金属块的速度?类型八动量定理与动量、能量的综合应用9.一倾角为 45的斜面固定于地面,斜面顶端离地面的高度 h01m,斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板。在斜面顶端自由释放一质量 m0.09kg 的小物块(视为质点)。小物块与斜面之间的动摩擦因数 0.2。当小物块与挡板碰撞后,将以原速返回。重力加速度 g10 m/s 2。在小物块与挡板的前 4 次碰撞过程中,挡板给予小物块的总冲量是多少?10.如图所示,在同一水平面内
10、有相互平行且足够长的两条滑轨 MN 和 PQ 相距,垂直于滑轨平面竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 ,垂直于滑轨放置的金属棒 ab 和 cd 质量为 和 ,每根金属棒的电阻均为 ,其它电阻不计,开始时两棒都静止,且 ab 和 cd 与滑轨间的动摩擦因数分别 和,求:当一外力作用 cd 棒 t=5s 的时间,恰好使 ab 棒以 的速度做匀速运动,那么外力的冲量多大?若在 5s 末令 cd 棒突然停止运动,ab 继续运动直到停止的过程中,通过其横截面的电量为 10C,则在此过程中两根金属棒消耗的电能是多少?(设两棒不相碰,)1 如图所示,质量 mA为 4.0kg 的木板 A 放在水平面 C 上,木板与水平面间的动摩擦因数 为 0.24,木板右端放着质量 mB为 1.0kg 的小物块 B(视为质点) ,它们均处于静止状态木板突然受到水平向右的 12Ns 的瞬时冲量作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能 EKA为 8.0J,小物块的动能 EKB为 0.50J,重力加速度取 10m/s2,求:(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度 0;(2)木板的长度 L