易错点14 动量 动量定理-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练(原卷版)
易错点 14 动量 动量定理
易错总结
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即 p=mv。是矢量,方向与 v的方向相同。两个动量相
同必须是大小相等,方向一致。
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即 I=Ft。冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定。
2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。表达式:Ft=p′-p 或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向。
(2)公式中的 F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对物体系统,只需分析系统受的外力,不必
考虑系统内力。系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定理中的力 F应当理解为变
力在作用时间内的平均值。
解题方法
一、动量
1.动量 p=mv,是描述物体运动状态的物理量恒定的速率,是矢量,其方向与运动物体的速度方向相同.
2.物体动量的变化 Δp=p′-p是矢量,其方向与速度变化的方向相同,在合力为恒力的情况下,物体动量
的变化的方向也与物体加速度的方向相同,即与物体所受合外力的方向相同.
3.关于动量变化量的求解
(1)若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算.
(2)若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则.
二、动量定理
1.动量定理的推导
如图 1所示,一个质量为 m的物体(与水平面无摩擦)在水平恒力 F作用下,经过时间 t,速度从 v变为 v′.
图1
物体在这个过程中的加速度 a=
根据牛顿第二定律 F=ma
可得 F=m
整理得:Ft=m(v′-v)=mv′-mv
即Ft=mv′-mv=Δp.
2.对动量定理的理解
(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.
(2)动量定理的表达式 Ft=mv′-mv 是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向.
(3)公式中的 F是物体所受的合外力,若合外力是均匀变化的力,则 F应是合外力在作用时间内的平均值.
3.动量定理的应用
(1)定性分析有关现象.
① 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之力就越小.
② 作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反之动量变化量就越小.
(2)应用动量定理定量计算的一般步骤.
→→
【易错跟踪训练】
易错类型 1:逻辑推理不严密
1.(2021·辽宁高三开学考试)从同样高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不
容易打碎。关于此现象分析正确的是( )
A.玻璃杯掉在草地上时动量小
B.玻璃杯掉在草地上动量的改变量小
C.草地对玻璃杯的冲量小
D.玻璃杯掉在草地上动量变化率小
2.(2021·全国高三专题练习)人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸
伤眼睛的情况。若手机质量为 150g,从离人眼约 20cm 的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛
受到手机的冲击时间约为 0.1s,取重力加速 g=10m/s2,下列分析正确的是( )
A.手机与眼睛作用过程中动量变化约为 0.45kg•m/s
B.手机对眼睛的冲量大小约为 0.1N•s
C.手机对眼睛的冲量大小约为 0.3N•s
D.手机对眼睛的作用力大小约为 4.5N
3.(2021·全国高三专题练习)如图为一名同学“立定跳远”的频闪照片。下列分析正确的是( )
A.脚在跳出之前,地面对人作用力的冲量等于重力的冲量
B.脚在跳出至落到沙坑,动量先增大后减小
C.脚在跳出至落到沙坑,重力势能先增大后减小
D.脚在落到沙坑之后,沙坑对人作用力的冲量小于重力的冲量
4.(2020·浙江)苹果落到牛顿头上的故事大家都听过,小明用学过的牛顿运动定律的知识分析苹果撞击
头部过程,得出下面几个结论,其中错误的是( )
A.苹果对头的力大小等于头对苹果的力
B.头对苹果的力大于苹果的重力
C.苹果对头的力等于苹果的重力
D.苹果对头的力大于苹果的重力
5.(2021·沙坪坝·重庆八中高三月考)如图所示,钟表挂在竖直墙面上,秒针尾部有一质量为 m的圆形小
片P,在秒针做匀速圆周运动过程中,以下分析正确的是( )
A.在任意相等时间内,P所受重力对 P做的功相等
B.在任意相等时间内,P所受重力对 P的冲量不相等
C.秒针对P的作用力所做的功等于 P的机械能变化量
D.秒针对P的作用力的冲量等于 P的动量变化量
6.(2021·广东深圳·蛇口育才中学高三)两位同学同时在等高处抛出手中的完全相同的篮球 A、B,A以
速度 v1斜向上抛出,B以v2竖直上抛,它们在空中恰好相遇,且发生弹性碰撞,如图所示。A、B均可视
为质点。重力加速度大小为 g,不计空气阻力。下列分析正确的( )
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