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专题40动量 冲量 动量定理-2023届高三物理一轮复习重难点逐个突破
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考点二 动量定理的理解 用动量定理解释生活中的现象
考点三 用动量定理求解平均冲击力
考点四 应用动量定理处理多物体、多过程问题
考点五 应用动量定理处理“流体问题”“粒子流问题”
考点一 动量 冲量
1.动量(矢量):①p=mv.②单位:kg·m/s.③动量方向与速度的方向相同.
2.动量的变化(矢量):①Δp=p′-p.②单位:kg·m/s.③动量变化量的方向与速度的改变量Δv的方向相同.
3.冲量(矢量):①I=FΔt.②单位:N·s.③冲量方向与力的方向相同.
4.动能(标量)与动量的大小关系:Ek=p22m , Ek=eq \f(1,2)pv.
5.冲量的计算方法
(1)利用定义式I=Ft计算冲量,此方法仅适用于恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态.
(2)利用F-t图像计算,F-t图线与时间轴围成的面积表示冲量,此方法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量.
(3)利用动量定理计算.
1.关于动量和动能,以下说法中正确的是( )
A.速度大的物体动量一定大B.质量大的物体动量一定大
C.两个物体的质量相等,动量大的其动能也一定大D.同一个物体动量变化时动能一定发生变化
【答案】C
【解析】AB.根据p=mv可知,速度大的物体动量不一定大,质量大的物体动量不一定大,AB错误;
C.根据Ek=p22m可知,两个物体的质量相等,动量大的其动能也一定大,C正确;
D.动量是矢量,动量变化时可能是方向发生变化,则动能不变,D错误。
故选C。
2.(多选)一个质量为0.18kg的垒球水平飞向球棒,被球棒打击后,以大小为20m/s的速度反向水平飞回,关于垒球被击打前后瞬间。下列说法正确的是( )
A.垒球的动能可能不变
B.垒球的动量大小一定变化了3.6kg·m/s
C.球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等
D.垒球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同
【答案】AC
【解析】A.垒球被击打后,可能以与被击打前等大的速度反向打出,所以球的动能可能不变,故A正确;
B.因为不知道垒球的初动量,所以垒球的动量大小变化量无法确定,故B错误;
C.由牛顿第三定律知球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等,故C正确;
D.球受到棒的冲量方向是棒对球弹力的方向,与球被击打前的速度方向相反,故D错误。
故选AC。
3.恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A.重力对物体的冲量大小为零
B.摩擦力对物体的冲量大小为零
C.拉力F对物体的冲量大小是Ftcsθ
D.合力对物体的冲量大小为零
【答案】D
【解析】A.重力对物体的冲量大小为mgt,A错误;
B.静摩擦力大小为Fcsθ,所以摩擦力对物体的冲量大小为Fcsθ⋅t,B错误;
C.拉力F对物体的冲量大小是Ft,C错误;
D.由于物体没动,合力为零,所以合力对物体的冲量大小为零,D正确。
4.竖直上抛一小球,后又落回原地。小球运动时所受空气阻力大小不变,则( )
A.从抛出到落回原地的时间内,重力的冲量为零
B.上升阶段空气阻力的冲量小于下落阶段空气阻力的冲量
C.从抛出到落回原地的时间内,空气阻力的冲量为零
D.上升阶段小球动量变化小于下落阶段小球动量变化
【答案】B
【解析】A.整个过程中,重力不为零,作用时间不为零,则重力冲量不为零,A错误;
BC.由于整个过程中,阻力都做负功,所以上升阶段的平均速度大于下降阶段的平均速度,即上升过程所用时间比下降过程所用时间少,根据If=ft
可知上升阶段阻力冲量小于下降阶段阻力冲量,整个过程中阻力冲量不为零,B正确,C错误;
D.设上升阶段初速度为v0,末速度为零,则动量变化量为Δp1=0−mv0=−mv0
下降阶段初速度为零,末速度小于v0,动量变化量为Δp2
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