2023-2024高二物理同步讲练(沪科版2020上海选择性必修第一册 )1.1相互作用中的守恒量 动量(原卷版+解析版)

第一章·动量 第01节 动量
知识要点 难易度
1.动量p=mv 矢量 2.动量的变化量Δp=p′-p=mv′-mv 矢量差 3.动量、动能、速度、加速度的区别 4.一维运动的动量及其变化量的计算 ★★ ★★ ★★★ ★★★
[探究思考]
自然界物理过程中包含着某种物理量的不变性,即存在守恒量,是物理规律最基本的表现形式之一,比如能量守恒、电荷量守恒、质量守恒等。
碰撞是我们常见的一种物理过程,那么在物体碰撞的过程中,守恒的物理量又是什么呢?
知识点01 动量
1.定义:物体质量和速度的乘积,用字母p表示,p=mv.
2.矢量性:动量既有大小,又有方向,是矢量.动量的方向与速度的方向一致,运算遵循矢量运算法则.
3.单位:国际单位是千克·米每秒,符号是kg·m/s.
4.相对性:选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就不同,即动量具有相对性.
通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指相对地面的动量.
5.在直线运动中,规定正方向,则动量的正负代表方向,不代表大小.
【知识拓展】
动量与速度、动能的区别和联系
动量与速度 动量与动能
区别 ①速度仅描述物体运动的快慢和方向 ②动量是速度和质量的乘积,碰撞中不变 ①动量是矢量 ②动能是标量,从能量的角度描述物体的状态
联系 ①动量和速度都是状态量,都是矢量,动量的方向与速度方向相同,且 p=mv ②动量和动能都是状态量,且p= 或 Ek=
【例1】关于物体的动量下列说法正确的是( )
(A)质量越大的物体动量越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的动能不变,其动量一定不变
(D)物体的动量不变,其动能一定不变
【答案】 D
【解析】 A.质量与速度的乘积是物体的动量,质量越大的物体动量不一定大,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,动量大小不变,但方向改变,所以其动量改变,故B错误;
C.物体的动能不变,动量大小不变,但方向可以改变,故C错误;
D.物体的动量不变,则速度不变,其动能一定不变,故D正确。
故选D。
知识点02 动量的变化量
1.动量变化量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,即Δp=p′-p
(2)动量的变化量Δp 也是矢量,其方向与速度的改变量Δv相同.
(3)因为 p=mv 是矢量,只要 m 的大小、v 的大小和 v 的方向中任何一个发生了变化, p 就发生变化.
2.动量变化量Δp的计算
(1)当物体做直线运动时,只需选定正方向,与正方向相同的动量取正,反之取负.
若Δp 是正值,就说明Δp 的方向与所选正方向相同;
若Δp 是负值,则说明Δp 的方向与所选正方向相反.
(2)当初、末状态动量不在一条直线上时,可按平行四边形定则求Δp 的大小和方向.
(3)注意:末状态的动量-初状态的动量.
【例2】某同学将0.5 kg的足球以5 m/s的速度踢到竖直墙上,足球以5 m/s的速度被弹回。
(1)足球的初动量和末动量是否相同?
(2)足球的动量变化量是多少?
【答案】 (1)不同;(2)5 kg·m/s,方向与初速度方向相反
【解析】 (1)足球初、末动量大小相同,但方向不同,故初、末动量不同。
(2)取初速度方向为正方向,则足球的动量变化量为
Δp=mv2-mv1=0.5×(-5) kg·m/s-0.5×5 kg·m/s=-5 kg·m/s.
即动量变化量大小为Δp=5 kg·m/s 动量变化量的方向与初速度方向相反。
【例3】如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到坚硬的大理石板上,入射时与竖直方向的夹角是θ,碰撞后被斜着弹出,弹出时也与竖直方向的夹角是θ,速度大小仍为v。(不计空气阻力)请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向。
【答案】2mvcosθ,方向竖直向上
【解析】根据矢量三角形,钢球动量变化量的矢量图如下
根据题意知,钢球碰撞前后的动量大小为
由几何关系得,钢球动量变化的大小Δp=2mvcosθ 方向竖直向上。
考点01 动量和动量变化量的概念辨析
[归纳总结]
1,动量和动量变化量的矢量性:大小和方向任一变化,动量即为变化。
2,动量和动能主要区别:动能变化动量一定变化,但动量变化动能不一定变化。
【例4】下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
(A)物体的动量越大,其惯性也越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
(D)做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
【答案】 D
【解析】A.惯性只由质量决定,故A错误;
B.动量为矢量,匀速圆周运动的方向变化,则动量变化,故B错误;
C.速度方向发生改变,动量变化量不为零,故C错误;
D.动量与速度具有同向性,故D正确。
考点02 动量和动量变化量的计算
[归纳总结]
1,动量和动量变化量的计算首先规定正方向。
2,在竖直上抛,自由落体,平抛,斜面等模型中计算动量及其变化量。
【例5】质量为0.1 kg的小球从1.25 m高处自由落下,与地面碰撞后反弹回0.8 m高处.取竖直向下为正方向,且g=10 m/s2.求:
(1)小球与地面碰前瞬间的动量;
(2)球与地面碰撞过程中动量的变化.
【答案】 (1) 0.5 kg·m/s; (2)动量的变化大小是0.9 kg·m/s,方向竖直向上.
【解析】 (1)设小球从1.25 m高处自由落下碰地前瞬间的速率为v1,则有:v=2gh1
得到:v1== m/s=5 m/s,
所以小球与地面碰前瞬间的动量p1=mv1=0.1×5 kg·m/s=0.5 kg·m/s.
(2)设小球碰地后瞬间的速率为v2,则有:v=2gh2
得到v2== m/s=4 m/s
取竖直向下方向为正方向,则小球与地面碰撞过程中动量的变化为
Δp=-mv2-mv1=-0.1×(5+4) kg·m/s=-0.9 kg·m/s,
负号表示方向竖直向上.
考点03 动量图像
[归纳总结]
推导初函数表达式,分析图像形状、斜率、截距。
【例6】一小球从空中以一定的初速度水平抛出,不计空气阻力,则小球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系图像中,可能正确的是( )
【解析】AB.平抛运动只受重力,动量的变化等于重力的冲量,也是竖直方向的动量变化,有
则与时间成正比,故图像是过原点的倾斜直线,故A正确,B错误;
CD.平抛的竖直分运动为自由落体运动,则有 故有
幂指数=1/2,则图像为一种幂函数曲线,其倾斜程度应逐渐减小,故CD错误;
【答案】 A
1.计算动量及其变化量,要先规定正方向
2. 动量变化但动能不变化:匀速圆周运动
3. 自由落体和平抛运动中物体的动量是均匀改变,即P-t图像是直线
1. (多选)关于动量的变化,下列说法正确的是(  )
A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同
B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反
C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零
D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零
【答案】 ABD
【解析】 A. Δp=mΔv,直线运动的物体速度增大,Δv和v方向相同,所以Δp方向和v方向相同,A正确
B. 直线运动的物体速度减小,Δv和v方向相反,所以Δp方向和v方向相反,B正确
C. 物体的速度大小不变,但方向可能变化,所以动量的增量Δp不一定为零,C错误
D. 物体做曲线运动时,速度方向改变,所以动量的变化量,即增量一定不为零,D正确
2.(多选)对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是(  )
A.物体的动量发生变化,其动能一定变化
B.物体的动量发生变化,其动能不一定变化
C.物体的动能发生变化,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化,其动量不一定变化
【答案】 BC
【解析】 A. 动量变化可能是速度大小不变,方向改变,动能不变,如匀速圆周运动,A错误
B. 动量大小改变时,动能改变,仅动量方向改变时,动能不变; B正确,D错误
C. 动能大小改变,说明速度大小改变,所以动量肯定改变,C正确
3.物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s,这说明(   )
A.物体的动量在减小 B.物体的动量在增大
C.物体的动量大小一定变化 D.物体的动量大小可能不变
【答案】D
【解析】如果动量变化量的方向与初动量可能同向、可能反向,所以可能增加也可能减小,也可能不在同一条直线上,所以只知道动量变化量的大小,无法判断动量的增减,故ABC错误。
当初动量=末动量,并和动量改变量构成等腰三角形时,动量大小不变,故D正确。
4. 若某个物体的动量发生了变化, 则物体运动的 (  )
(A)速度大小一定改变 (B)动能一定改变了
(C)加速度一定不为零 (D)合外力可能为零
【答案】 C
【解析】如果动量发生变化,即速度发生变化,所以加速度不为0,C正确。
5.质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10kg·m/s B. - 10kg·m/s
C.40kg·m/s D. - 40kg·m/s
【答案】 D
【解析】 由题知,取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为
p = - mv′ - mv = 5 × ( - 3 - 5)kgm/s = - 40kgm/s,故选D。
6. 下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
(A)物体的动量越大,其惯性也越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
(D)做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
【答案】D
【解析】P=mv,所以动量大不一定m大,即不一定惯性大,A错误
做匀速圆周运动的物体,速度方向改变,所以动量改变,B错误
速度大小不变,但方向可能变化,所以动量也可能变化,C错误
物体做匀加速运动,动量变化量方向同速度方向,D正确
7. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
(A)不同物体中动量越大,速度一定越大
(B)物体的动能不变,其动量一定不变
(C)(+4kg·m/s)的动量大于(6kg·m/s)的动量
(D)物体的动量越大,动量的改变量不一定越大
【答案】D
【解析】动量和动量该变量完全无关,D错误
8. 两辆汽车的质量分别为和,沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能,已知,则此时两辆汽车的动量和的大小关系是( )
(A)等于 (B)小于 (C)大于 (D)无法比较
【答案】C
【解析】p=,动能相同,m1>m2,所以P1>P2,C正确。
9. 一物体的质量为2kg,此物体竖直下落,以10m/s速度碰到水泥地面上,随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向,则小球与地相碰前的动量是____kg·m/s,相碰后的动量是____kg·m/s。
【答案】-20,16
【解析】碰撞前 p1=mv=2×(-10)=-20 kg·m/s;碰撞后p2=mv=2×8=16 kg·m/s。
10. 2018年俄罗斯世界杯足球比赛中,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度变为10 m/s,方向仍向右(如图甲所示),则足球的初动量p=_________,方向___________,足球的末动量p'=___________,方向___________;在这一过程中足球动量的改变量Δp=___________,方向___________。
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙所示),则这一过程中足球的动量改变量是___________,方向___________。
【答案】(1)1.6 kg m/s,向右;4 kg m/s,向右;2.4 kg m/s (2)5.2 kg m/s,向左
【解析】(1)足球的初动量为 p=mv1=0.4×4=1.6 kg m/s 速度方向水平向右,则初动量方向向右;
足球的末动量为p’=mv2=0.4×10=4 kg m/s 方向仍为向右;
这一过程中足球动量的改变量 Δp=p’-p=2.4 kg m/s 方向向右;
(2)设向右为正方向,则动量的改变量为 Δp=p2-p1=-0.4×3-0.4×10=-5.2 kg m/s,方向向左。
11. 一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为30°的光滑斜面向上滑动(设斜面足够长),则木块在1s末的动量和3s内的动量变化量是多少?(g取10m/s)
【答案】2.5kg·m/s,7.5kg·m/s
【解析】取沿斜面向上为正方向,木块加速度a=-gsin30°=-5m/s2
1s末速度:v1=v0+at1=10m/s-5m/s2×1s=5m/s, p1=mv1=0.5×5kg·m/s=2.5kg·m/s
3s末速度:v2=v0+at2=(10-5×3)m/s=-5m/s, p2=mv2=0.5×(-5)kg·m/s=-2.5kg·m/s
初始动量 p0=mv0=0.5×10kg·m/s=5kg·m/s
则3s的动量变化量为 Δp=p2-p0=(-2.5-5)kg·m/s=-7.5kg·m/s
3s内的动量变化量是7.5kg·m/s。
12.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球m1=15 g,原来静止的被碰小球m2=10 g,由实验测得此两小球在碰撞前后的s-t图象如图所示.由图可知,入射小球碰撞前的m1v1是______,被碰小球的m2v2是______.由此得出结论__________.
【答案】 0.015 kg·m/s 0 两球碰撞前后mv的总量不变
【解析】 由图象知v1=m/s=1 m/s,v1′= m/s=0.5 m/s,v2′=m/s=0.75 m/s,
因此m1v1=0.015 kg×1 m/s=0.015 kg·m/s,m2v2=0,m2v2′=0.010 kg×0.75 m/s=0.0075 kg·m/s,
而m1v1′=0.015 kg×0.5 m/s=0.0075 kg·m/s,即有m1v1′+m2v2′=0.015 kg·m/s=m1v1,
说明在误差允许范围内,两球碰撞前后mv的总量不变.
13. 物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述,假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的图像可能是(  )
A. B. C. .
【答案】 D
【解析】 质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有,而动量为,联立可得,动量p关于x为幂函数,且,故正确的相轨迹图像为D。
14.如图所示,完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度开始运动,分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动,忽略空气阻力.以下说法不正确的是(  )
A.三个小球不同时落地
B.b、c所能达到的最大高度相同
C.三个小球落地时的速度大小相等
D.落地之前,三个小球在任意相等时间内动量的增量相同
【答案】 B
【解析】 a球做平抛运动, b做竖直上抛运动,c做斜上抛运动,三个小球运动的时间不等,故A正确.
b、c两球初始高度,动能相同,b最最高点只有重力势能,但c在最高点同时有重力势能和动能,所以b上升的最大高度大,c上升的最大高度小,故B不正确.
小球运动过程中,只有重力做功,机械能均守恒,则有mgh+mv=mv2,得v=,知三个小球初位置的高度h和初速度v0大小都相等,则落地时速度v大小相等,故C正确.
小球的质量相等,相等时间内速度该变量相等,所以Δp是相等的,故D正确.(由动量定理,动量的增量为Δp=mgt)
15.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于(  )
A.1∶1  B.1∶ C.1∶2 D.1∶4
【答案】 B
【解析】 物体做初速度为零的匀加速直线运动,v=2ah,v=2a·2h,则p1=mv1=m,p2=mv2=m,所以p1∶p2=1∶,选项B正确.
16.(多选)如图所示,表示物体受到的合外力随时间变化的关系,若物体开始时是静止的,则前3 s内( )
A.物体的位移为0 B.物体的动量改变量为0
C.物体的动能变化量为0 D.物体的机械能改变量为0
【答案】 BC
【解析】 第1 s内F=20 N,第2、3 s内F=-10 N,物体先加速、后减速,在第3 s末速度为零,物体的位移不为零,A错误;
根据牛顿第二定律知物体第1 s内的加速度为a1= m/s2,1 s末的速度v1=a1t1=×1 m/s= m/s,物体第2、3 s内的加速度为a2=- m/s2,3 s末的速度v3=v1+a2t2=-×2=0,故前3 s内动量变化量Δp=mv3-mv0=0-0=0,B正确;
由于初速度和末速度都为零,因此动能变化量也为零,C正确;
但物体的重力势能是否改变不能判断,因此物体的机械能是否改变不能确定,D错误.
17.在某次乒乓球比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2,如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力研究乒乓球自起跳到过网的过程,下列说法正确的是(  )
A.过网时,球1的速度大于球2的速度
B.起跳时,球1动量的大小小于球2动量的大小
C.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D.球1的速度变化率小于球2的速度变化率
【答案】 A
【解析】 A.过网时球的速度是平抛运动的初速度,根据以上分析知运动时间相同,球1的水平位移大,故过网时球1的速度大于球2的速度,A正确;
B.起跳时,竖直分速度为,可知起跳时,两球竖直方向的分速度是相等的,根据速度的合成,所以起跳时,球1的速度大于球2的速度,所以起跳时,球1动量的大小大于球2动量的大小,B错误;
C.起跳后,乒乓球的运动视为斜抛运动,其逆过程为平抛运动,由,均恰好在等高处水平越过球网,则球1的飞行时间等于球2的飞行时间,C错误;
D.不计乒乓球的旋转和空气阻力,两球加速度都等于g,故两球的速度变化率相等,D错误。
18.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方.在O和P两点各有一质量为m的小物体a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是(  )
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
【答案】 A
【解析】 在物体下落的过程中,只有重力对物体做功,故机械能守恒,故有mgh=mv2,解得v=,所以在相同的高度,两物体的速度大小相同,即速率相同.由于a的路程小于b的路程,故ta<tb,即a比b先到达S,又因为到达S点时a的速度竖直向下,而b的速度水平向左,故两物体的动量不相同,A正确.
19.两木块A、B质量之比为2︰1,在水平地面上滑行时与地面间的动摩擦因数相同,则A、B在开始滑行到停止运动的过程中,下列关于滑行的时间之比tA︰tB和距离之比xA︰xB的说法正确的是(  )
A.初动能相同时分别为1︰,1︰2
B.初动能相同时分别为1︰4, 1︰4
C.初动量相同时分别为1︰,1︰2
D.初动量相同时分别为1︰2, 1︰2
【答案】 A
【解析】 根据牛顿第二定律得a==μg,两木块A、B与地面间的动摩擦因数相等,则两木块做匀减速运动的加速度大小相等,由题意知两木块质量之比为2︰1,当初动能相同时,根据Ek=mv2知,初速度大小之比为1︰,根据t=知,滑行的时间之比为1︰;根据匀变速直线运动的平均速度推论知x=vt,因为初速度大小之比为1︰,运动时间之比为1︰,则滑行距离之比为1︰2,故A正确,B错误;若初动量相等,由p=mv可知初速度大小之比为1︰2,则根据t=知,滑行的时间之比为1︰2;根据匀变速直线运动的平均速度推论知x=vt,因为初速度大小之比为1︰2,时间之比为1︰2,则滑行距离之比为1︰4,故C、D错误。
20. 如图所示,两个小朋友在玩弹性球,他们从同一点将质量相同的甲、乙两个弹性球水平抛出,两个小球经过了地面上的同一点O,两个小球的运动轨迹如图所示(实线和虚线分别为甲球和乙球的运动轨迹),忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
(A)两球从抛出至到达O点运动时间相同
(B)甲、乙两球的初速度之比为7∶5
(C)甲、乙两球在O点时速度大小之比为7∶5
(D)每球与地面碰撞前后的动量大小相等、方向相反
【答案】B
【解析】A.由题意可知小球抛出后做平抛运动,两个小球抛出时离地面的高度相同,所以从抛出后到第一次落地的时间相等,设此时间为t0,则两球抛出后到O点的运动时间分别为5t0和7t0,故A错误;
B.设甲、乙两球抛出时的速度分别为v甲、v乙, 解得 故B正确;
C.由图结合平抛运动规律可知,两个小球与地面碰撞时竖直方向的速度相等,有
则两个小球落地时速度分别为 则 故C错误;
D.球与地面碰撞前后水平方向速度不变,竖直方向速度大小不变但反向,故合速度大小不变,但方向不是相反的,故D错误;
21.将质量为m=1 kg的小球,从距水平地面高h=5 m 处,以v0=10 m/s的水平速度抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2.求:
(1)平抛运动过程中小球动量的增量Δp;
(2)小球落地时的动量p′.
【答案】 (1) 10 kg·m/s (2) 10 kg·m/s
【解析】 (1)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故h=gt2
落地时间t==1 s
Δv=vy=gt=10×1 m/s=10 m/s,方向竖直向下
故Δp=mΔv=1×10 kg·m/s=10 kg·m/s,方向竖直向下.
(2)小球落地时竖直分速度为vy=gt=10 m/s.由速度合成知,落地速度v== m/s=10 m/s
所以小球落地时的动量大小为p′=mv=10 kg·m/s
方向与水平方向的夹角为45°.第一章·动量 第01节 动量
知识要点 难易度
1.动量p=mv 矢量 2.动量的变化量Δp=p′-p=mv′-mv 矢量差 3.动量、动能、速度、加速度的区别 4.一维运动的动量及其变化量的计算 ★★ ★★ ★★★ ★★★
[探究思考]
自然界物理过程中包含着某种物理量的不变性,即存在守恒量,是物理规律最基本的表现形式之一,比如能量守恒、电荷量守恒、质量守恒等。
碰撞是我们常见的一种物理过程,那么在物体碰撞的过程中,守恒的物理量又是什么呢?
知识点01 动量
1.定义:物体质量和速度的乘积,用字母p表示,p=mv.
2.矢量性:动量既有大小,又有方向,是矢量.动量的方向与速度的方向一致,运算遵循矢量运算法则.
3.单位:国际单位是千克·米每秒,符号是kg·m/s.
4.相对性:选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就不同,即动量具有相对性.
通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指相对地面的动量.
5.在直线运动中,规定正方向,则动量的正负代表方向,不代表大小.
【知识拓展】
动量与速度、动能的区别和联系
动量与速度 动量与动能
区别 ①速度仅描述物体运动的快慢和方向 ②动量是速度和质量的乘积,碰撞中不变 ①动量是矢量 ②动能是标量,从能量的角度描述物体的状态
联系 ①动量和速度都是状态量,都是矢量,动量的方向与速度方向相同,且 p=mv ②动量和动能都是状态量,且p= 或 Ek=
【例1】关于物体的动量下列说法正确的是( )
(A)质量越大的物体动量越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的动能不变,其动量一定不变
(D)物体的动量不变,其动能一定不变
知识点02 动量的变化量
1.动量变化量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差,即Δp=p′-p
(2)动量的变化量Δp 也是矢量,其方向与速度的改变量Δv相同.
(3)因为 p=mv 是矢量,只要 m 的大小、v 的大小和 v 的方向中任何一个发生了变化, p 就发生变化.
2.动量变化量Δp的计算
(1)当物体做直线运动时,只需选定正方向,与正方向相同的动量取正,反之取负.
若Δp 是正值,就说明Δp 的方向与所选正方向相同;
若Δp 是负值,则说明Δp 的方向与所选正方向相反.
(2)当初、末状态动量不在一条直线上时,可按平行四边形定则求Δp 的大小和方向.
(3)注意:末状态的动量-初状态的动量.
【例2】某同学将0.5 kg的足球以5 m/s的速度踢到竖直墙上,足球以5 m/s的速度被弹回。
(1)足球的初动量和末动量是否相同?
(2)足球的动量变化量是多少?
【例3】如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到坚硬的大理石板上,入射时与竖直方向的夹角是θ,碰撞后被斜着弹出,弹出时也与竖直方向的夹角是θ,速度大小仍为v。(不计空气阻力)请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向。
考点01 动量和动量变化量的概念辨析
[归纳总结]
1,动量和动量变化量的矢量性:大小和方向任一变化,动量即为变化。
2,动量和动能主要区别:动能变化动量一定变化,但动量变化动能不一定变化。
【例4】下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
(A)物体的动量越大,其惯性也越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
(D)做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
考点02 动量和动量变化量的计算
[归纳总结]
1,动量和动量变化量的计算首先规定正方向。
2,在竖直上抛,自由落体,平抛,斜面等模型中计算动量及其变化量。
【例5】质量为0.1 kg的小球从1.25 m高处自由落下,与地面碰撞后反弹回0.8 m高处.取竖直向下为正方向,且g=10 m/s2.求:
(1)小球与地面碰前瞬间的动量;
(2)球与地面碰撞过程中动量的变化.
考点03 动量图像
[归纳总结]
推导初函数表达式,分析图像形状、斜率、截距。
【例6】一小球从空中以一定的初速度水平抛出,不计空气阻力,则小球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系图像中,可能正确的是( )
1.计算动量及其变化量,要先规定正方向
2. 动量变化但动能不变化:匀速圆周运动
3. 自由落体和平抛运动中物体的动量是均匀改变,即P-t图像是直线
1. (多选)关于动量的变化,下列说法正确的是(  )
A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同
B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反
C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零
D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零
2.(多选)对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是(  )
A.物体的动量发生变化,其动能一定变化
B.物体的动量发生变化,其动能不一定变化
C.物体的动能发生变化,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化,其动量不一定变化
3.物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s,这说明(   )
A.物体的动量在减小 B.物体的动量在增大
C.物体的动量大小一定变化 D.物体的动量大小可能不变
4. 若某个物体的动量发生了变化, 则物体运动的 (  )
(A)速度大小一定改变 (B)动能一定改变了
(C)加速度一定不为零 (D)合外力可能为零
5.质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10kg·m/s B. - 10kg·m/s
C.40kg·m/s D. - 40kg·m/s
6. 下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
(A)物体的动量越大,其惯性也越大
(B)做匀速圆周运动的物体,其动量不变
(C)物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
(D)做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
7. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
(A)不同物体中动量越大,速度一定越大
(B)物体的动能不变,其动量一定不变
(C)(+4kg·m/s)的动量大于(6kg·m/s)的动量
(D)物体的动量越大,动量的改变量不一定越大
8. 两辆汽车的质量分别为和,沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能,已知,则此时两辆汽车的动量和的大小关系是( )
(A)等于 (B)小于 (C)大于 (D)无法比较
9. 一物体的质量为2kg,此物体竖直下落,以10m/s速度碰到水泥地面上,随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向,则小球与地相碰前的动量是____kg·m/s,相碰后的动量是____kg·m/s。
10. 2018年俄罗斯世界杯足球比赛中,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度变为10 m/s,方向仍向右(如图甲所示),则足球的初动量p=_________,方向___________,足球的末动量p'=___________,方向___________;在这一过程中足球动量的改变量Δp=___________,方向___________。
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙所示),则这一过程中足球的动量改变量是___________,方向___________。
11. 一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为30°的光滑斜面向上滑动(设斜面足够长),则木块在1s末的动量和3s内的动量变化量是多少?(g取10m/s)
12.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球m1=15 g,原来静止的被碰小球m2=10 g,由实验测得此两小球在碰撞前后的s-t图象如图所示.由图可知,入射小球碰撞前的m1v1是______,被碰小球的m2v2是______.由此得出结论__________.
13. 物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述,假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的图像可能是(  )
A. B. C. .
14.如图所示,完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度开始运动,分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动,忽略空气阻力.以下说法不正确的是(  )
A.三个小球不同时落地
B.b、c所能达到的最大高度相同
C.三个小球落地时的速度大小相等
D.落地之前,三个小球在任意相等时间内动量的增量相同
15.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于(  )
A.1∶1  B.1∶ C.1∶2 D.1∶4
16.(多选)如图所示,表示物体受到的合外力随时间变化的关系,若物体开始时是静止的,则前3 s内( )
A.物体的位移为0 B.物体的动量改变量为0
C.物体的动能变化量为0 D.物体的机械能改变量为0
17.在某次乒乓球比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2,如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力研究乒乓球自起跳到过网的过程,下列说法正确的是(  )
A.过网时,球1的速度大于球2的速度
B.起跳时,球1动量的大小小于球2动量的大小
C.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D.球1的速度变化率小于球2的速度变化率
18.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方.在O和P两点各有一质量为m的小物体a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是(  )
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
19.两木块A、B质量之比为2︰1,在水平地面上滑行时与地面间的动摩擦因数相同,则A、B在开始滑行到停止运动的过程中,下列关于滑行的时间之比tA︰tB和距离之比xA︰xB的说法正确的是(  )
A.初动能相同时分别为1︰,1︰2
B.初动能相同时分别为1︰4, 1︰4
C.初动量相同时分别为1︰,1︰2
D.初动量相同时分别为1︰2, 1︰2
20. 如图所示,两个小朋友在玩弹性球,他们从同一点将质量相同的甲、乙两个弹性球水平抛出,两个小球经过了地面上的同一点O,两个小球的运动轨迹如图所示(实线和虚线分别为甲球和乙球的运动轨迹),忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
(A)两球从抛出至到达O点运动时间相同
(B)甲、乙两球的初速度之比为7∶5
(C)甲、乙两球在O点时速度大小之比为7∶5
(D)每球与地面碰撞前后的动量大小相等、方向相反
21.将质量为m=1 kg的小球,从距水平地面高h=5 m 处,以v0=10 m/s的水平速度抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2.求:
(1)平抛运动过程中小球动量的增量Δp;
(2)小球落地时的动量p′.

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