1.1动量 讲义-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册word版含答案

第一章动量守恒定律
第1节动量
【素养目标】
1．理解动量的概念，知道动量的含义，知道动量是矢量。
2．知道动量的变化也是矢量，会正确计算一维动量变化。
【必备知识】
一、动量
1、定义
物体的质量与速度的乘积，即p＝mv.
2、单位
动量的国际制单位是千克米每秒，符号是kg·m/s.
3、动量的性质
(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示．
(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同．
(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关．
4、动量和动能
物理量
动量
动能
区别
标矢性
矢量
标量
大小
p＝mv
Ek＝mv2
变化情况
v变化，p一定变化
v变化，ΔEk可能为零
联系
p＝，Ek＝
二、动量的变化量
1、定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，运算遵循平行四边形定则或矢量三角形定则。
2、动量的变化量：Δp＝p′－p(矢量式)．其方向与速度的变化量Δv的方向相同。
3、动量变化量的方向与动量的方向无必然联系，可能与初动量方向相同或相反，也可能与初动量方向成任意角度。
4、动量始终保持在一条直线上时的矢量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅表示方向，不表示大小)．
【课堂检测】
1.下列运动中的物体，动量始终保持不变的是（??
）
A.?正常运行的地球同步卫星????????????????????????????????????B.?用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动
C.?小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变???????????D.?荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变
【答案】
B
【解析】动量的表达式为P=mv
A．正常运行的地球同步卫星，速度大小不变，方向不断改变，所以动量改变，A不符合题意；
B．用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动，速度大小和方向都不发生改变，所以动量不变，B符合题意；
C．小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变，但方向改变，所以动量改变，C不符合题意；
D．荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变，在这个过程中速度大小和方向都改变，所以动量改变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用速度的大小和方向不变可以判别物体的动量始终保持不变。
2.质量
的物块静止在光滑水平面上，t=0时刻对该物块施加一沿水平方向的力F，F随时间t按如图所示的规律变化。下列说法正确的是（??
）
A.?第2s末，物块距离出发点最远?????????????????????????????B.?第2s末，物块的动量为5kg·m/s
C.?第4s末，物块的速度最大????????????????????????????????????D.?第3s末，物块的加速度为2.5m/s2
【答案】
B
【解析】A．前两秒物体一直加速运动，所以第2s末物块的速度最大，此时不是离出发点最远，A不符合题意；
B．F-t图象与坐标轴围成的面积表示力的冲量。根据动量定理可得第2s末物块的动量为
B符合题意；
C．第2s末，物块的速度最大，第4s末，物块的速度为零，C不符合题意；
D．第3s末，物块的加速度为
方向与速度方向相反，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用速度等于0的位置可以判别物块离出发点最远；利用面积可以求出动量的大小；利用加速度等于0可以判别速度最大；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小。
【素养作业】
1.下列运动中的物体，动量始终保持不变的是（??
）
A.?绕地球匀速运行的同步卫星
B.?小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变
C.?用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动
D.?荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变
【答案】
C
【解析】动量的表达式为
A．正常运行的地球同步卫星，速度大小不变，方向不断改变，所以动量改变，A不符合题意；
B．小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变，但方向改变，所以动量改变，B不符合题意；
C．用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动，速度大小和方向都不发生改变，所以动量不变，C符合题意；
D．荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变，在这个过程中速度大小和方向都改变，所以动量改变，D不符合题意。
故答案为：C。
2.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（??
）
A.?
时物块的速率为2m/s???????????????????????????????B.?
时物块的动量大小为2kg·m/s
C.?
时物块的动量大小为3kg·m/s???????????????????D.?
时物块的速度为零
【答案】
C
【解析】A．由题意可知，物块在前2s内，做匀加速直线运动，加速度为
则当
时，物块的速率为
所以A不符合题意；
B．由A选项分析可知，当
时，物块的速率为
则此时物块的动量为
所以B不符合题意；
D．由题意可知，物块在后2s内，做匀减速直线运动，加速度为
则当
时，物块的速度为
所以D不符合题意；
C．F-t图像的面积表示物块所受合力的冲量，则在前3s内，合力的冲量为
在前3s内，由动量定理可得
所以C符合题意。
故答案为：C。
3.关于动量和动能，以下说法中正确的是（??
）
A.?速度大的物体动量一定大
B.?质量大的物体动量一定大
C.?两个物体的质量相等，动量大的其动能也一定大
D.?两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相等
【答案】
C
【解析】AB．根据p=mv可知，速度大的物体动量不一定大，质量大的物体动量不一定大，AB不符合题意；
C．根据
可知，两个物体的质量相等，动量大的其动能也一定大，C符合题意；
D．两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量大小一定相等，但是由于方向不一定相同，则动量不一定相等，D不符合题意。
故答案为：C。
4.下列说法中正确的是（
??）
A.?物体的速度大小保持不变，则其动量不变???????????B.?物体的动量保持不变，则其速度方向一定不变
C.?物体的动能保持不变，则其动量一定不变???????????D.?速度大的物体的动量就一定大
【答案】
B
【解析】ABC．物体的速度大小保持不变，动能也保持不变，但是物体的速度方向可能会变化，因为动量是矢量，方向与速度方向相同，所以物体动量也可能会变化，但是如果物体的动量保持不变，即方向和大小不会发生变化，物体的速度方向和大小也不会变化；所以AC不符合题意，B符合题意；
D．根据动量定义式，物体的动量和物体的质量、速度有关，质量大的物体，动量不一定大，所以D不符合题意。
故答案为：B。
5.下列分析正确的是（??
）
A.?物体运动状态改变的难易程度由加速度大小决定
B.?合外力对物体不做功，动能一定不变，机械能也一定守恒
C.?做曲线运动的物体速度一定变化，加速度一定不等于零，但加速度可能不变
D.?一个力对物体有冲量，则该力一定对物体做功
【答案】
C
【解析】A．物体运动状态的改变是指物体运动速度的改变。质量是物体惯性大小的量度，惯性即物体保持原来运动状态不变的性质。所以物体运动状态改变的难易程度取决于惯性的大小，A不符合题意；
B．合外力对物体不做功，动能一定不变；合外力对物体不做功，有可能除重力以外的力仍然做功，机械能不守恒，如匀速下降的物体，合力不做功，机械能也不守恒，B不符合题意；
C．做曲线运动的物体速度一定变化，加速度一定不等于零，但加速度可能不变，如平抛运动，C符合题意；
D．一个力对物体有冲量，则该力不一定对物体做功，如做匀速圆周运动的物体合力对物体有冲量，但合力对物体不做功，D不符合题意。
故答案为：C。
6.关于物体的动量，下列说法中正确的是(
??)
A.?运动物体在任意时刻的动量方向，一定与该时刻的速度方向相同
B.?物体的动能不变，其动量一定不变
C.?动量越大的物体，其速度一定越大
D.?物体的动量越大，其惯性也越大
【答案】
A
【解析】A．动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，A符合题意；
B．动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，B不符合题意；
C．物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故物体的动量大，其速度不一定大，C不符合题意；
D．惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，
D不符合题意。
故答案为：A。
7.关于做功、动量与能量，下列叙述中正确的是（??
）
A.?一对平衡力做功之和必定为零
B.?一对相互作用力做功之和必定为零
C.?物体所受合外力做功为零，物体的机械能必定守恒
D.?质量一定的某物体，动量不变，其动能必定不守恒
【答案】
A
【解析】A．一对平衡力合力为零，则做功之和必定为零，A符合题意；
B．一对作用力和反作用力做功的代数和不一定为零，例如物体在地面上滑动，地面对物体的摩擦力对物体做负功，物体对地面的摩擦力对地面不做功，则做功的代数和不为零，B不符合题意；
C．合力对物体做功为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向匀速下落的物体合外力做功为零，但机械能减少，机械能不守恒，C不符合题意；
D．质量一定的某物体，动量不变，则物体的速度不变，其动能必定不变，即动能守恒，D不符合题意。
故答案为：A。
8.在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球．一个竖直上抛，一个竖直下抛，一个平抛，若不计空气阻力，从三个小球抛出到落地的过程中（
??）
A.?三个球动量的变化量相同????????????????????????????????????B.?下抛球和平抛球动量的变化量相同
C.?上抛球动量变化量最大???????????????????????????????????????D.?三球落地时的动量相同
【答案】
C
【解析】ABC．三个小球以相同的速率抛出，可知竖直上抛运动的物体运动时间大于平抛运动的时间，平抛运动的时间大于竖直下抛运动的时间，所以上抛运动的时间最长，根据动量定理知，mgt=△p，可得上抛球动量变化量最大．下抛球动量变化量最小，C符合题意，A、B不符合题意．
D．根据动能定理知，mgh=
，可知三球落地时速度的大小相等，由于平抛运动的速度方向与上抛运动和下抛运动的速度方向不同，则动量不同．D不符合题意。
故答案为：C。