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12 动量守恒定律
[-考点-01-] 动量和冲量
1.动量
(1)定义:物体的质量和速度的乘积.
(2)表达式:p=mv.
(3)方向:与速度的方向相同.
2.动量的变化
(1)动量是矢量,动量的变化量Δp 也是矢量,其方向与速度的改变量Δv
的方向相同.
(2)动量的变化量Δp,一般用末动量p′减去初动量p 进行矢量运算,也
称为动量的增量.即Δp=p′-p.
3.冲量
(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量.
(2)公式:I=FΔt.
(3)单位:N·s.
(4)方向:冲量是矢量,其方向与力的方向相同.
1.动量与动能的比较
动量
动能
物理意义
描述机械运动状态的物理量
定义式
p=mv
Ek=mv2
标矢性
矢量
标量
变化因素
合外力的冲量
合外力所做的功
大小关系
p=
Ek=
变化量
Δp=Ft
ΔEk=Fl
联系
(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地
面为参考系
(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变
化;但动量发生变化时动能不一定发生变化
2.冲量的计算方法
公式法
I=FΔt,此方法仅适用于求恒力的冲量,无需考虑物体
的运动状态
图像法
F-t 图像与t 轴围成的面积表示冲量,此法既可以计算
恒力的冲量,也可以计算变力的冲量
平均
值法
若方向不变的变力大小随时间均匀变化,即力为时间的
一次函数,则力F 在某段时间t 内的冲量I=t
动量
定理法
根据物体动量的变化量,由I=Δp 求冲量,多用于求变
力的冲量
典例1 (动量、动量的变化量与动能)下列关于物体的动量和动能的说
法,正确的是( )
A.若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同
B.两物体中动能大的物体,其动量也一定大
C.物体的速度大小不变时,动量的变化量Δp 不一定为零
D.物体做曲线运动时,动量的变化量一定不为零
典例2 (公式法求恒力的冲量)如图所示,质量为m 的滑块沿倾角为θ
的固定斜面向上滑动,经过时间t1,速度为零并又开始下滑,经过时
间t2回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff,
重力加速度为g.在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)sin θ
B.支持力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)cos θ
C.合外力的冲量为0
D.摩擦力的总冲量为Ff(t1+t2)
典例3 (图像法求变力的冲量)一质点静止在光滑水平面上,现对其施
加水平外力F,力F 随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正
确的是( )
A.第2 s 末,质点的动量为0
B.第2 s 末,质点的动量方向发生变化
C.第4 s 末,质点回到出发点
D.在1~3 s 时间内,力F 的冲量为0
典例4 (平均值法求变力的冲量)(多选)质量为m 的物体静止在光滑水
平面上,从t=0 时刻开始受到水平力的作用,力F 与时间t 的关系如
图所示,则( )
A.0~t0时间内水平力F 的冲量为
B.t0时刻物体的动量为F0t0
C.2t0时刻物体的速度为
D.2t0时刻物体的速度为
1.关于动量,以下说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的质点,其动量不随时间发生变化
B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相同
C.匀速直线飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变
D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比
2.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )
A.相同的速度
B.相同的质量
C.相同的运动方向
D.相同的动能
3.对于一定质量的某物体而言,关于其动能和动量的关系,下列说法正
确的是( )
A.物体的动能改变,其动量不一定改变
B.物体动量改变,则其动能一定改变
C.物体的速度不变,则其动量不变,动能也不变
D.动量是标量,动能是矢量
4.质量为1 kg 的物体,在水平面内做直线运动,初速度大小为8 m/s.它
在一个水平力作用下,经一段时间后速度变为2 m/s,方向与初速度方向
相反.则在这段时间内物体动量的变化量为( )
A.10 kg·m/s,方向与初速度方向相反
B.10 kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.6 kg·m/s,方向与初速度方向相反
D.6 kg·m/s,方向与初速度方向相同
5.如图所示,质量为m 的小滑块沿倾角为θ 的斜面向上滑动,经过时间
t1速度变为零然后又下滑,经过时间t2回到斜面底端,滑块在运动过程
中受到的摩擦力大小始终为Ff.在整个过程中,重力对滑块的总冲量为(
)
A.mgsin θ(t1+t2)
B.mgsin θ(t1-t2)
C.mg(t1+t2)
D.0
6.(2023·北京市丰台区检测)质量为m 的物块在光滑水平面上以速率v 匀
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速向左运动,某时刻对物块施加与水平方向夹角为θ 的恒定拉力F,如
图所示.经过时间t,物块恰好以相同速率v 向右运动.在时间t 内,下
列说法正确的是( )
A.物块所受拉力F 的冲量方向水平向右
B.物块所受拉力F 的冲量大小为2mv
C.物块所受重力的冲量大小为零
D.物块所受合力的冲量大小为Fcos θ·t
7.两个具有相同动量的物体A、B,质量分别为mA、mB,且mA>mB,比
较它们的动能,则( )
A.物体B 的动能较大
B.物体A 的动能较大
C.动能相等
D.不能确定
8.(2021·滨州市博兴县高二上期中)一质量为2 kg 的物体,速度由向东3
m/s 变为向西3 m/s,在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是(
)
A.0、0
B.0、18 J
C.12 kg·m/s、0
D.12 kg·m/s、18 J
9.(多选)质量为0.5 kg 的物体,运动速度大小为3 m/s,它在一个变力作
用下,经过一段时间后速度大小变为7 m/s,则这段时间内动量的变化量
可能为( )
A.5 kg·m/s,方向与初速度方向相反
B.5 kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.2 kg·m/s,方向与初速度方向相反
D.2 kg·m/s,方向与初速度方向相同
10.(多选)(2023·深圳·期中)自P 点以某一速度竖直向上抛出的小球,上升
到最高点Q 后又回到P 的过程中,空气阻力大小不变,下列说法正确的
是( )
A.上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量
B.上升过程中动量的变化量小于下降过程中动量的变化量
C.上升过程中空气阻力的冲量小于下降过程中空气阻力的冲量
D.上升过程中合外力的冲量大于下降过程中合外力的冲量
11.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 的小物块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
12.(多选)(2022·全国乙卷·20)质量为1 kg 的物块在水平力F 的作用下
由静止开始在水平地面上做直线运动,F 与时间t 的关系如图所示.
已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取g=10
m/s2.则( )
A.4 s 时物块的动能为零
B.6 s 时物块回到初始位置
C.3 s 时物块的动量为12 kg·m/s
D.0~6 s 时间内F 对物块所做的功为40 J
13.(多选)(2023·江西·模拟)从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m
的小球,一段时间后落回地面,小球运动的速度随时间变化的规律如
图所示.若运动过程中小球受到的阻力与其速率成正比,v1为小球再
次落回地面的速率,重力加速度大小为g.下列说法中正确的是( )
A.小球上升过程中的平均速度小于
B.整个过程中阻力做功为mv-mv
C.小球上升和下降过程中重力的冲量大小相等
D.小球上升和下降过程中阻力的冲量大小相等
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