1、【 精品教育资源文库】第十一章 动量 近代物理初步【研透全国卷】高考对本章知识的考查主要以选择、计算为主，本章的主要考点有碰撞模型、动量定理、动量守恒定律、经典物理理论、原子和原子核部分的最新科技成果.以生活中的具体事例及经典物理学理论为命题背景，结合物理知识在生活中的应用及最新科技成果的命题趋势较强，2018 年高考应予以高度关注.第十一章 动量 近代物理初步 考点 内容 要求 题型 必考实验动量、动量定理、动量守恒定律及其应用 一、碰撞与动量守恒弹性碰撞和非弹性碰撞 选择、计算光电效应 二、光电效应、波粒二象性爱因斯坦光电效应方程 选择氢原子光谱 三、原子结构、氢原子光谱 氢原子的能级结构
2、、能级公式 选择原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 放射性同位素 核力、核反应方程 结合能、质量亏损 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 四、天然放射现象、核反应、核能射线的危害和防护 选择1.实验内容验证动量守恒定律2.命题形式填空第 1 讲 动量和动量定理知识点一 动量1.定义：物体的 与 的乘积.2.表达式： p .3.特征：矢量性、瞬时性、相对性.【 精品教育资源文库】4.动量的变化(也叫动量的变化量、动量的改变量、动量的增量等等)(1)定义：动量的变化等于 与 之差.(2)表达式： ， p 也是矢量， p 的方向由初末动量的方向共同决定.答案：1.质量 速度 2. mv 4.(1
3、)末动量 初动量 (2) p p p知识点二 冲量1.定义： 与 的乘积叫做力的冲量.2.公式： .3.单位： ，符号是 .4.矢标性：冲量是 ，方向是由 决定的.5.物理意义：表示力的作用对 的积累效果.6.作用效果：使物体的 发生变化.答案：1.力 力的作用时间 2. I Ft 3.牛顿秒 Ns 4.矢量 力的方向 5.时间 6.动量知识点三 动量定理1.内容：物体在一个过程始末的 等于它在这个过程中所受力的冲量.2.表达式： F(t t) mv mv 或 I p p.3.注意：(1)动量定理内容有两方面：一是合外力冲量的大小与动量变化的大小 ，二是动量变化的方向与冲量的方向 .(2)动量
4、定理的研究对象，可以是 ，也可以是 .对物体系统，内力的作用不改变系统的总动量，外力的总冲量等于物体系统的动量变化.4.用动量概念表示牛顿第二定律F ，此式表示：物体 等于它所受的力. p t答案：1.动量变化量 3.(1)相等 相同 (2)单个物体 物体系统 4.动量的变化率(1)冲量是物体动量变化的原因.( )(2)作用在静止的物体上的力的冲量一定为零.( )(3)动量越大的物体受到的冲量越大.( )(4)冲量的方向就是物体运动的方向 .( )(5)物体的动量发生变化，其动能一定变化.( )(6)物体的动能发生变化，其动量一定变化.( )(7)动量大的物体惯性一定大.( )(8)动量相同的
5、物体运动方向一定相同.( )【 精品教育资源文库】答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 考点 动量的概念以及动量的变化1.动量是矢量，是物体的质量与速度的乘积，而不是质量与速率的乘积.2.动量是状态量，物体的动量总是指物体在某一时刻的动量，因此在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度.3.物体动量的变化是矢量，其方向与物体速度的变化量 v 的方向相同.在合力为恒力的情况下，物体动量变化的方向也与物体加速度的方向相同，即与物体所受合力的方向相同.4.有关物体动量变化的运算，一定要按照矢量运算的法则(平行四边形定则或三角形定则)进行，如果物体的初、末动量都在同一条直
6、线上，常常选取一个正方向，使物体的初、末动量都带有表示自己方向的正负号，这样，就可以把复杂的矢量运算化为简单的代数运算了.考向 1 动量、动量变化的理解典例 1 对于竖直向上抛出的物体，下面关于物体在上升阶段的动量和动量变化量说法中，哪个是正确的( )A.物体的动量方向向上，动量变化量的方向也向上B.物体的动量方向向上，动量变化量的方向向下C.物体的动量方向向下，动量变化量的方向向上D.物体的动量方向向下，动量变化量的方向也向下解析 物体在上升阶段时，速度向上，则物体的动量方向向上，根据动量定理可知，动量的变化量 p mgt，重力的方向竖直向下，则动量变化量的方向向下.B 选项正确.答案 B考
7、向 2 动量变化的计算典例 2 质量是 8 g 的玻璃球，以 3 m/s 的速度向右运动，碰到一个物体后被弹回，以 2 m/s 的速度沿同一直线向左运动，试求该玻璃球的动量变化量.解析 设水平向右的方向为正方向，则 p mv810 3 3 kgm/s2.410 2 【 精品教育资源文库】kgm/s， p mv810 3 (2) kgm/s1.610 2 kgm/s故玻璃球动量的变化量为 p p p1.610 2 kgm/s2.410 2 kgm/s4.010 2 kgm/s“”表示动量变化量的方向水平向左.答案 4.010 2 kgm/s，方向水平向左1.动量是状态量，方向与速度方向相同，速度
8、指的是瞬时速度.2.动量变化量是两个矢量的差，注意在一维情况下动量变化量的矢量运算可转化为代数运算.考点 冲量的理解与计算1.对冲量的理解(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应.(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同.(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性.2.冲量的计算(1)单个力的冲量：利用公式 I Ft 计算.(2)合力的冲量：如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则.
9、两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式 I 合 F 合 t 求解.变力的冲量：用动量定理列式求解.考向 1 对冲量的理解典例 3 (多选)恒力 F 作用在质量为 m 的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间 t，下列说法正确的是( )【 精品教育资源文库】A.拉力 F 对物体的冲量大小为零B.拉力 F 对物体的冲量大小为 FtC.拉力 F 对物体的冲量大小为 Ftcos D.合力对物体的冲量大小为零解析 由冲量的定义知拉力 F 对物体的冲量 I Ft，选项 A、C 错误，B 正确；物体处于静
10、止状态，合力为零，故合力对物体的冲量大小为零，选项 D 正确.答案 BD考向 2 冲量的计算典例 4 一个铁球，从静止状态由 10 m 高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用去 0.4 s，该铁球的质量为 336 g，求从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？从进入泥潭到静止，泥潭的阻力对小球的冲量为多少？(保留两位小数，取 g10 m/s2)解析 小球进入泥潭前做自由落体运动，求出小球下落的时间，便可以求出恒定重力在这一过程的冲量；小球进入泥潭后，泥土对小球的阻力是变力，此变力的冲量要由动量定理求得.小球自由下落 10 m 所用的时间是 t1 s s，重力的冲量2hg 21
11、010 2IG mgt10.33610 Ns4.75 Ns.2对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得 mg(t1 t2) Ft20.泥潭的阻力 F 对小球的冲量 Ft2 mg(t1 t2)0.33610( 0.4) Ns6.10 Ns，方向竖2直向上.如图所示.答案 4.75 Ns 6.10 Ns 变力的冲量不能由 I Ft 求出，可以由动量定理求出动量的变化，从而求得变力的冲量；同理，当物体做曲线运动时，动量的变化可以通过求合力的冲量，从而求得动量变化.考点 用动量定理定性解释物理现象【 精品教育资源文库】用动量定理解释的现象一般可分为两类：(1)物体的动量变化 p 一定，由
12、动量定理 Ft p 可知，若力的作用时间 t 越短，则作用力 F 越大，因此在需要增大作用力时，可尽量缩短作用时间，如打击、碰撞等过程；若力的作用时间越长，则作用力 F 就越小，因此在需要减小作用力时，可设法延长力的作用时间，如利用软垫、弹簧的缓冲作用来延长作用的时间.(2)作用力 F 一定，由动量定理 Ft p 可知，力的作用时间越长，动量的变化就越大；力的作用时间越短，动量的变化就越小.考向 1 缩短作用时间，增大作用力典例 5 (2017河北邯郸广平一中期中)从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎.这是因为( )A.掉在水泥地上，玻璃杯的动量大B.掉在水泥地上，
13、玻璃杯的动量变化大C.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大D.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大解析 杯子从同一高度落下，到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理 I p 可知，冲量也相等；但由于在软泥地上，软泥地的缓冲使接触时间较大，由 I Ft 可知，杯子受到的作用力较小，故杯子在水泥地上比在软泥地上更易破碎；只有 D 选项正确.答案 D考向 2 延长作用时间，减小作用力典例 6 篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时，两手随球迅速收缩至胸前.这样做可以( )A.减小球对手的冲量B.减小球对人的冲击力C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量解析 接球过程中，球的初动量和末动量一定，所以球的动量变化量恒定不变，选项C 错误；根据动量定理，手对球的冲量等于球的动量的改变量，也恒定不变，球对手的冲量也不变，选项 A 错误；球的初动能和末动能一定，所以球的动能变化量恒定不变，选项 D 错误；根据冲量 I Ft，球对手的冲量 I 不变，接球时两手随球迅速收缩至胸前，是
