动量综合专题 高考热点专题
高考动向
动量的规律是牛顿力学的拓展和延伸,尤其是动量守恒定律,作为物理学三大定律之一,其在力学知识体系中具有重要的地位,在实际中有着重要的应用,为解决力学、电磁学、原子物理学中的有关问题开辟了一条重要的途径。动量定理在新的高考考纲中被列为Ⅱ级要求,定理反映的是力对时间的积累效应,由于其对变力作用也适用,在处理变力作用的多过程问题时往往比牛顿定律更方便、更优越。
有关动量的概念和规律是每年高考的必考内容,一直处于高考命题考查的重点和热点。可以预见,动量定恒定律尤其是与机械能守恒、能量转化等相关知识的综合应用,仍是今后高考不可回避的考查重点。在往年高考中,有不少考生由于对守恒定律把握不准、研究对象和研究过程的选取不明确而屡屡失误,从而使其成了高考的一个突出难点。
知识升华
知识点一、动量、冲量
(1) 动量是物体机械运动状态的量度,是状态量。
(2) 冲量是力对时间的积累,是过程量。
(3) 动量定理表明了力对时间积累效应是使物体的动量发生改变。
知识点二、动量守恒定律
(1)整体性,动量守恒定律是对一个物体系统而言的,具有系统的整体性,而不能对系统的一个部分。
(2)矢量性,动量守恒是指系统内部各部分动量的矢量和保持不变,在解题时必须运用矢量法则来计算,而不能用算术方法。
(3)相对性,动量守恒定律中系统在作用前后的动量都应是相对于同一惯性参考系而言。如系统的各部分所选取的参考系不同,动量守恒不成立。
(4)瞬时性,一般来说,系统内的各部分在不同时刻具有不同的动量,系统在某一时刻的动量,应该是此时刻系统内各部分的瞬时动量的矢量和。
运用动量定理或动量守恒定律求解时,都要选定一个正方向,然后对力、速度等矢量以正负号代表其方向,代入相关的公式中进行运算。另外,对于碰撞问题,要注意碰撞的多种可能性,做出正确的分析判断后,再针对不同情况进行计算,避免出现漏洞。
典型例题透析
1.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,拖车突然与汽车脱钩,设汽车所受的牵引力、汽车和拖车所受的阻力都保持不变,在拖车停止前,汽车和拖车有:( )
A.它们的总动能将增大
B.它们的总动能保持不变
C.它们的总动量将增大
D.它们的总动量保持不变
解析:对系统来讲,系统所受的合外力为零,因此总动量保持不变。对汽车来讲,
,对拖车来讲,
,结合
,
,因此总动能增加。答案为AD。
举一反三
【变式】柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物,在重锤与桩碰撞的过程中,通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体,从而使桩向下运动,锤向上运动,现把柴油打桩机和打桩过程简化如下:
柴油打桩机重锤的质量为,锤在桩帽以上高度为
处[如图
]从静止开始沿竖直轨道自由落下,打在质量为
(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上。同时, 柴油燃烧,产生猛烈推力,锤和桩分离,这一过程的时间极短。随后,桩在泥土中向下移动一距离
。已知锤反跳后到达最高点时,锤与已停下的桩帽之间的距离也为h[如图(b)]。已知m=1.0×10