第一章 动量守恒定律 1 动量 学习任务一 寻求碰撞中的不变量 [科学探究] 用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为9.0 mm,两滑块被滑块间的弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电门的时间为0.040 s,右侧滑块通过右侧光电门的时间为0.060 s,左侧滑块质量为100 g,左侧滑块的m1v1= g·m/s,右侧滑块质量为150 g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2= .(以水平向左为正方向) 学习任务二 动量及动量的变化 [教材链接] 阅读教材,填写动量的相关知识. (1)定义:物体的 与 的乘积. (2)表达式:p= . (3)单位:动量的国际制单位是 ,符号是 . (4)方向:动量是 ,它的方向与 的方向相同. (5)动量变化量Δp=p2-p1,Δp是矢量,方向与Δv一致. (6)动量变化率:动量的变化量与对应的时间的比值,反映动量变化的快慢. 例1 [2022·慈溪中学月考] 质量为m=0.1 kg的橡皮泥,从高h=5 m处自由落下(g取10 m/s2),橡皮泥落到地面上静止,取竖直向下的方向为正方向.求: (1)橡皮泥从开始下落到与地面接触前这段时间内动量的变化; (2)橡皮泥与地面作用的这段时间内动量的变化; (3)橡皮泥从静止开始下落到停止在地面上这段时间内动量的变化. 例2 在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动的小球质量为m,速率为v.以圆心O为坐标原点,以某时刻速度沿平行于x轴向正方向经过A点开始计时,经过四分之一周期到达B点,求这个过程中,小球的动量变化量. 【要点总结】 动量变化量Δp的计算遵守矢量运算法则. (1)若物体做直线运动的情况: ①先规定正方向; ②用“+”“-”号表示各矢量方向; ③将矢量运算简化为代数运算. (2)若初、末状态动量不在一条直线上的情况: 可按平行四边形定则求得Δp的大小和方向,这时Δp、p1为邻边,p2为平行四边形的对角线. 学习任务三 动量与动能的比较 [科学思维] 物理量 动量 动能 定义式 p=mv Ek=mv2 单位 kg·m/s J 性质 矢量 标量 特点 (1)动量是可以在相互作用的物体间传递、转移的运动量 (2)v的大小或方向变化都可使p发生变化 (1)动能可以转化为内能、光能、电能等其他形式的能量 (2)只有v的大小发生变化时才会使Ek发生变化 联系 都是状态量,分别从不同的侧面反映和表示机械运动,Ek=,p= 典例 匀速圆周运动,动量时刻变化,动能不变 例3 下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是 ( ) A.物体的动量发生变化,其动能一定发生变化 B.物体的动能发生变化,其动量一定发生变化 C.若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同 D.动能大的物体,其动量也一定大 变式1 (多选)[2022·萧山中学期末] 在光滑水平面上,原来静止的物体在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移L后动量变为p、动能变为Ek.以下说法正确的是 ( ) A.在F作用下,这个物体经过位移2L,其动量等于2p B.在F作用下,这个物体经过位移2L,其动能等于2Ek C.在F作用下,这个物体经过时间2t,其动能等于2Ek D.在F作用下,这个物体经过时间2t,其动量等于2p 变式2 [2022·宁波中学月考] 如图,飞机在平直跑道上由静止开始做匀加速直线运动,则飞机在运动过程中的 ( ) A.动能与速度成正比 B.动能与时间成正比 C.动量与时间成正比 D.动量与位移成正比 [反思感悟] 1.(对动量的理解)关于物体的动量,下列说法中正确的是 ( ) A.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向 B.物体的动能不变时,其动量一定不变 C.物体的动量越大,其惯性一定越大 D.物体的动能发生变化时,其动量不一定发生变化 2.(对动量变化量的理解)质量为0.2 kg的球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回.取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球的动量变化量Δp和合外力对小球做的功W,下 ... ...
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