高中物理选修 冲量和动量
动量是描述物体处于某一运动状态时的物理量,当 运动状态一定时,物体的动量也就确定了。 5、是矢量
动量的方向和瞬时速度方向相同。
巩固训练: ①试证明冲量的单位N·s与动量的单位kg·m/s是相同的 ②我们说物体的动量在变化,包括几种情况,举例说明
答案:
①动量与冲量的单位是相同的,即:1牛·秒 =,要明确是哪个力在哪一段时
间内的冲量,此力的冲量与其它力无关。
2、冲量由力和力的作用时间决定,与物体是 否运动和运动状态无关。
3、要区别某个力的冲量和物体所受的冲量。
二、动量
1、针对前边得到的公式Ft =mv,讨论得到: 原来静止的质量m不同的物体,在相同的冲量作用
下,虽然得到的速度v不同,但它们的质量和速度的乘 积mv却是相同的,都等于它们受到的冲量.
正,则小球与地面相碰前的动量为
kg·m/s,
随后碰后的动量是
kg·m/s,
小球的动量改变是
kg·m/s.
5、一质量是2 kg的物体,用一个10 N的水平拉力拉它
向右做加速度为3 m/s2的匀加速直线运动,那么在10s
内拉力的冲量大小应为
,方向
;摩擦力
的冲量大小为
,方向
.
6、关于冲量和动量,下列说法中正确的是( )
N·s.
二、选择题
1、关于冲量下述说法正确的是( )
A.作用力越大,冲量越大
B.力的作用时间越长,
C.恒力的作用时间长,则冲量大
D.
2、从A点以某一速度竖直向上抛出小球,球从抛出点 A上升到最高点O,又从O返回A点的过程中空气阻力
的大小不变,则上升与下降过程中,关于冲量的下述 说法
中正确的是( ) A. B. C. D.
向
;弹力的冲量大小为
N·s,方向
;摩擦
力的冲量大小为
N·s,方向
,合外力的冲量大小
为
N·s,方向
.
4 、 如 图 所 示 , 重 为 100N 的 物 体 , 在 与 水 平 方 向 成
60°角的等于10 N的拉力F作用下,以2 m/s的速度匀
速运动,在10 s内,拉力F的冲量大小等于
N·s,
摩擦力的冲量大小等于
A. p22p1,Ek22E Bk1 .
p2p1,E k22E k1
C. p22p1,E k22E Dk1 .
p22p1,Ek22Ek1
7、自由下落的物体,在下落过程的任何相等的时间 间隔内相等的物理量是( )
A.物体受到的冲量 B. C.物体速度的增量 D.
8、两个具有相等动量的物体,质量
和m2,且m1>m2,则( )
动量的变化量△P。 注:动量的变化量△P也是矢量,但它是 过程量。
△P的计算: 用矢量法则
P1与P2同不共线:根据平行四边形定 则来运算. P1与P2同一直线上:规定正方向,简 化为代数运算.
课堂小结
1.在物理学中,冲量是反映力的时间积累效果的物理 量;力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量.冲量是 矢量.
②由于动量是矢量,所以只要物体的速度大 小或方向发生变化,动量就一定发生变化.
例如做匀速直线运动的物体其动量是恒量,而 做匀速圆周运动的物体,由于速度方向不断在 改变,即使其动量大小不变,但因其方向不断 改变,所以其动量是一变量.
过渡:如果一个物体的动量发生了变化,那 么动量的变化量如何求解呢?
1、所谓动量的变化就是在某过程中的末动量(包括 大小和方向)减去初动量(包括大小和方向)。即 Δp =p'- p. 2、应用 例1、一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度水平 向右运动,碰到一块坚硬的大理石后被弹回,沿着 同一直线以2m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢 球的动量有没有变化?变化了多少?
答:①可以用较大的力作用较短的时间;
②可以用较小的力作用较长的时间 .
对于一个原来静止的物体,只要作用力F 和力的作用
时间t的乘积Ft 相同,这个物体就获得相同的速度.也就
是说:对一定质量的物体,力所产生的改变物体速度的效
果,是由Ft 这个物理量决定的。
一、冲量
1、定义:力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量 2、表达式:通常用符号I来表示冲量,I=Ft
kg·m/s 5.100 N·s ; 向 右 ; 40 N·s ; 向 左 6.ABC
七、素质能力训练
一、填空题
1、质量为0.1kg的小球,以πrad/s的角速度做匀速圆周运动,
半径为0.2m,则每1秒小球动能变化的大小等于
J,动
量变化的大小等于
kg·m/s.
2、距地面为15m高处,以10 m/s的初速度竖直向上抛出小
3、国际单位:牛·秒(N·s) 4、是矢量。方向:与恒
当力的方向变化时,只能根据△P的方向 5、是过程量 冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的积累的 物理量,因此,力对物体有冲量作用必须具备力和该 力作用下的时间两个条件. 换句话说:只要有力并且作用一段时间,那么该力
6、物理意义:力对时间的积累效应
3、下列几种说法中,错误的是(
)
A、某一物体的动量发生了变化,一定是物体的速度大小发生
B、某一物体的动量发生了变化,一定是物体速度的方向发生
C、物体的运动速度发生了变化,
D、物体的运动状态发生了变化,
4、一个物体的质量是2 kg,此物体竖直落下,以10 m/s的速
度碰到水泥地上,随后又以8 m/s速度反弹,若取竖直向上为
在物理学中我们把物体的质量和速度的乘积叫做动 量. 2、回答下列思考题: ①动量用什么符号来表示? ②动量是一个过程量还是状态量? ③动量是矢量还是标量? ④动量的单位是什么?
二、动量
1、定义:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。
2、表达式:用符号p表示,p = mv
3、单位:千克·米/秒 (kg·m/s.) 4、是状态量
少?
解:选竖直向下为正方向,则碰前钢球的动量
碰后钢球的动量 p2 m2v
p1 mv1
碰撞过程中钢球动量变化 p p 2 p 1 m (v 2 v 1 )
负号表示方向与选定的正方向相反,即竖直向上,所以钢球 动量变化大小是:
m(v2 v1)
归纳: 某一过程物体末动量P2与初动量P1之 差,称为
球A,向下抛出小球B,若A、B质量相同,运动中空气阻力不
计,经过1 s,质量对A、B二球的冲量比等于
,从抛出
到到达地面,重力对A、B二球的冲量比等于
.
3、重为10牛的物体在倾角为37°的斜面上下滑,通过A点后
再经2s到达斜面底,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,
则从A点到斜面底的过程中,重力的冲量大小为 N·s,方
分别为m1
A.m2动能较大
B.m1的动能较大
C.动能相等
D.
三、计算题
1、质量为m千克的物体自离地面高H米处做自 由落体运动,取地面为参考平面,求物体下落n
秒后的动量变化和受到的冲量。
2、将质量为m的一物体从离地h高处以初速度 v水平抛出,试求出物体从抛出到落地过程动量 的变化和所受重力的冲量。
• 参考答案(一) • 1.B 2.A 3.AB 4.-20 kg·m/s;16 kg·m/s;36
3、将10 N的物体放于光滑的水平桌面上,以0.5m/s
的速度匀速运动,经A点后2s通过B点,则A到B的过
程中, A.重力做功为0B.重力做功10J C.重力冲量为 0D.重力冲量为20 N·s
4、
()
A.运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同
B.作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动
C.作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动
例3、质量为10kg的物体,当其速率由 3m/s变为4m/s时,它的动量变化量的大 小不可能是( ABC ) A.10kg.m/s B.50kg.m/s C.70kg.m/s D.90kg.m/s
例4、质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖
直向上弹回,与水平地面碰撞时间极短,离地时速
率为v2,在碰撞过程中,钢球动量变化的大小为多
六、练习
1、重100N的物体A,静止在水平面B上,已知A、B 间的动摩擦因数为0.5,以g=10m/s2,现用水平推 力F=30N作用在物体A上,在2s内推力F的冲量和摩
擦力的冲量大小分别为( ) A、60 N·s,100 N·s B、60 N·s,60 N·s C、60 N·s,40 N·s D、0,0 2、下列情况下,物体的动量不变的是( ) A. B.汽车在转弯的过程中, C. D.
巩固训练
1、如图,一个质量为m 的物块在水平恒力F 作用下, 经过时间t物体仍静止,求F 在t时间内的冲量?
解:I=Ft
2、一质量为m的物块在t1,t2、t3三段时间内所受外力分 别为F1、F2、F3,方向均水平向右,求合力F在时间 t1+t2+t3内的冲量. 解:I= F1t1+F2t2+F3 t3
D.物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方
5、质量为0.5 kg的物体,它做直线运动的位移方程为
s=(4t+6t2)m, 则 其 动 量 的 变 化 量 对 时 间 的 变 化 率 为
()
A.6N B.1.5N C.(2+2t)N D.0
6、一质量为m的物体从高为h的光滑斜面的上端由静
止开始下滑,当滑至一半长度时物体的动量为p1,动 能为Ek1,当滑至斜面底时物体的动量为p2,动能为 Ek2, ( )
2.物体的质量和速度的乘积叫动量,动量是一个状态 量,动量是矢量.动量的运动服从矢量运算规则—平 行四边形定则.
如果物体的运动在同一条直线上,在选定一个正方向 后,动量的运算就可以简化为代数运算.
3.关于动量变化量的运算,Δp也是一个矢量,它的 方向可以跟初动量的方向相同,也可以跟初动量的方 向相反,也可能跟初动量的方向成一角度.