《（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习第十一章动量近代物理第1讲动量动量定理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）高考物理新增分大一轮复习第十一章动量近代物理第1讲动量动量定理课件（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 动量 近代物理 第1讲 动量 动量定理 大一轮复习讲义 NEIRONGSUOYIN 内容索引 过好双基关 研透命题点 随堂测试 回扣基础知识 训练基础题目 细研考纲和真题 分析突破命题点 随堂检测 检测课堂学习效果 课时作业 限时训练 练规范 练速度 过好双基关 一 动动量 1 定义 物体的质量与速度的乘积 2 表达式 p 单位 kg m s 3 动量的性质 1 矢量性 方向与 速度方向相同 2 瞬时性 动量是描述物体运动状态的物理量 是针对某一时刻而言的 3 相对性 大小与参考系的选取有关 通常情况是指相对地面的动量 mv 瞬时 4 动量与动能 动量的变化量的关系 1 动量的变化量
2、 p 2 动能和动量的关系 Ek p p 自测测1 质量为0 5 kg的物体 运动速度为3 m s 它在一个变力作用下速度变 为7 m s 方向和原来方向相反 则这段时间内动量的变化量为 A 5 kg m s 方向与原运动方向相反 B 5 kg m s 方向与原运动方向相同 C 2 kg m s 方向与原运动方向相反 D 2 kg m s 方向与原运动方向相同 二 冲量和动动量定理 1 冲量 1 定义 与 的乘积叫做力的冲量 2 公式 3 单位 4 方向 冲量是 其方向 2 动量定理 1 内容 物体在一个运动过程始末的等于它在这个过程中所受 的冲量 2 公式 或 力力的作用时间 I Ft N
3、s 矢量与力的方向相同 动量变化量 力 mv mv F t t p p I 3 动量定理的理解 1 动量定理反映了力的冲量与 之间的因果关系 即外力的冲量 是原因 物体的 是结果 2 动量定理中的冲量是 的冲量 而不是某一个力的冲量 它可以是合力 的冲量 可以是各力冲量的矢量和 也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和 3 动量定理表达式是 式 等号包含了大小相等 方向相同两方面的含义 动量变化量 动量变化量 合力 矢量 自测测2 多选 质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动 经过时间t 下降的 高度为h 速度变为v 在这段时间内物体动量变化量的大小为 A m v v0 B mgt 研透命题点 1
4、 对动量和动能的理解 命题题点一 对动对动 量和冲量的理解 动量动能 物理意义描述机械运动状态的物理量 定义式p mvEk mv2 标矢性矢量标量 变化因素物体所受冲量外力所做的功 大小关系 对于给定的物体 若动能发生了变化 动量一定也发生了变化 而动量发 生变化 动能不一定发生变化 它们都是相对量 均与参考系的选取有关 高中阶段通常选取地面为参考系 2 对冲量和功的理解 冲量功 定义 作用在物体上的力和力的作用 时间的乘积 作用在物体上的力和物体在力 的方向上的位移的乘积 单位N sJ 公式I Ft F为恒力 W Flcos F为恒力 标矢性矢量标量 意义 表示力对时间的累积 是动量变化的量
5、度 表示力对空间的累积 是能量变化多少的量度 都是过程量 都与力的作用过程相互联系 例1 如图1所示 质量为m的小滑块沿倾角为 的斜面从斜面底端向上滑动 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 在整个运动过程中 重力对滑块的总冲量为 A mg t1 t2 sin B mg t1 t2 sin C mg t1 t2 D 0 图1 变变式1 如图2所示 在某届亚洲杯足球赛上 一足球运动员踢一个质量为0 4 kg 的足球 图2 1 若开始时足球的速度大小是4 m s 方向向右 踢球后 球的速度大小是10 m s 方向仍向右 如 图甲
6、 求足球的初动量 末动量以及踢球过程中 动量的改变量 答案 见解析 解析 取向右为正方向 初 末动量分别为p mv 0 4 4 kg m s 1 6 kg m s 方向向右 p mv 0 4 10 kg m s 4 kg m s 方向向右 动量的改变量为 p p p 2 4 kg m s 方向向 右 2 若足球以10 m s的速度向右撞向球门门柱 然后以3 m s的速度反向弹回 如图 乙 求这一过程中足球的动量改变量 答案 见解析 解析 取向右为正方向 初 末动量分别为p1 mv1 0 4 10 kg m s 4 kg m s 方向向右 p2 mv2 0 4 3 kg m s 1 2 kg m
7、 s 负号表 示方向向左 动量的改变量为 p p2 p1 5 2 kg m s 负 号表示方向向左 变变式2 下列关于动量的说法正确的是 A 质量大的物体动量一定大 B 速度大的物体动量一定大 C 两物体动能相等 动量不一定相同 D 两物体动能相等 动量一定相同 命题题点二 动动量定理的理解与应应用 1 动量定理的理解 1 中学物理中 动量定理研究的对象通常是单个物体 2 Ft p p是矢量式 两边不仅大小相等 而且方向相同 式中Ft是物体所 受的合外力的冲量 3 Ft p p除表明两边大小 方向的关系外 还说明了两边的因果关系 即 合外力的冲量是动量变化的原因 4 由Ft p p 得F 即物
8、体所受的合外力等于物体的动量对 时间的变化率 2 解题的基本思路 1 确定研究对象 在中学阶段用动量定理讨论的问题 其研究对象一般仅限于 单个物体 2 对物体进行受力分析 可先求每个力的冲量 再求各力冲量的矢量和 合 力的冲量 或先求合力 再求其冲量 3 抓住过程的初 末状态 选好正方向 确定各动量和冲量的正负号 4 根据动量定理列方程 如有必要还需要补充其他方程 最后代入数据求解 例2 2018 江苏单科 12 C 3 如图3所示 悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为 m 运动速度的大小为v 方向向下 经过时间t 小球的速度大小为v 方向变为 向上 忽略空气阻力 重力加速度为g 求该运动过程中 小
9、球所受弹簧弹力冲 量的大小 图3 答案 2mv mgt 变变式3 2018 南京市 盐城市一模 质量为0 2 kg的小球以6 m s的速度竖直向 下落至水平地面 经0 2 s后 再以4 m s的速度反向弹回 取竖直向上为正方向 g 10 m s2 求 1 小球与地面碰撞前后的动量变化 答案 2 kg m s 方向竖直向上 解析 小球与地面碰撞过程中动量的变化量为 p mv2 mv1 2 kg m s 方向竖直向上 2 小球受到地面的平均作用力大小 答案 12 N 解析 由动量定理得 F mg t p 代入数据得 F 12 N 命题题点三 动动量定理与微元法的综综合应应用 1 流体类问题 流体及
10、 其特点 通常液体流 气体流等被广义地视为 流体 质量具有连续 性 通常给出流体密度 分析 步骤 1 建立 柱体 模型 沿流速v的方向选取一段柱形流体 其 横截面积为S 2 微元研究 作用时间 t内的一段柱形流体的长度为 l 对应 的质量为 m Sv t 3 建立方程 应用动量定理研究这段柱形流体 2 微粒类问题 微粒及 其特点 通常电子流 光子流 尘埃等被广义地视为 微粒 质量具 有独立性 通常给出单位体积内粒子数n 分析 步骤 1 建立 柱体 模型 沿运动的方向选取一段柱体 柱体的 横截面积为S 2 微元研究 作用时间 t内一段柱体的长度为 l 对应的体积 为 V Sv0 t 则微元内的粒
11、子数N nv0S t 3 先应用动量定理研究单个粒子 建立方程 再乘以N计算 例3 如图4所示 由喷泉中喷出的水柱 把一个质量为M的垃圾桶倒顶在空中 水以速率v0 恒定的质量增率 即单位时间喷出的质量 从地下射向空中 求 垃圾桶可停留的最大高度 设水柱喷到桶底后以相同的速率反弹 重力加速度 为g 图4 解析 设垃圾桶可停留的最大高度为h 水柱到达h高处的速度大小为vt 则 vt2 v02 2gh 得vt2 v02 2gh 以向下为正方向 由动量定理得 在极短时间 t内 水受到的冲量为 据题意有F Mg 变变式4 2018 兴化一中四模 离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流 而产生推力的航
12、天发动机 工作时将推进剂离子化 使之带电 然后在静电场 作用下得到加速后喷出 从而产生推力 这种发动机适用于航天器的姿态控制 位置保持等 设航天器质量为M 单个离子质量为m 带电荷量为q 加速电 场的电压为U 高速离子形成的等效电流强度为I 试求该发动机产生的推力 解析 选择 t时间内喷出的质量为 m的离子流为研究对象 根据动量定理得 F t m v 随堂测试 1 下列说法错误的是 A 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B 跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或海绵垫上可以减小地面对运动员的作 用力 C 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲的影响 D 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度 发动
13、机舱越坚固越好 12345 解析 火箭向后喷出气流 对气流有向后的力的作用 由于力的作用是相 互的 气流对火箭有向前的力的作用 从而使火箭获得巨大速度 故选项A 正确 跳高运动员在落地的过程中 动量变化量一定 由动量定理可知 运动员受 到的冲量I一定 跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或海绵垫上可以延长着地 过程的作用时间t 由I Ft可知 延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲 力F 故选项B正确 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲的影响 故选项C正确 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度 发动机舱应有弹性 从而延长人 与发动机舱的接触时间而减小伤害 故选项D错误 12345 2 质量相同的子
14、弹 橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁 结果子弹 穿墙而过 橡皮泥粘在墙上 钢球被以原速率反向弹回 不计空气阻力 关于 它们对墙的水平冲量的大小 下列说法正确的是 A 子弹对墙的冲量最小 B 橡皮泥对墙的冲量最小 C 钢球对墙的冲量最小 D 子弹 橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等 12345 解析 由于子弹 橡皮泥和钢球的质量相等 初速度相等 则它们动量的变 化量 p mv mv0 子弹穿墙而过 末速度的方向为正 橡皮泥粘在墙上 末速度等于0 钢球被以原速率反向弹回 末速度等于 v0 可知子弹的动 量的变化量最小 钢球的动量的变化量最大 由动量定理 I p可知 子弹受 到的冲量最小 钢球受
15、到的冲量最大 结合牛顿第三定律可知 子弹对墙的 冲量最小 钢球对墙的冲量最大 故A正确 B C D错误 12345 3 质量为60 kg的建筑工人 不慎从高空跌下 幸好有弹性安全带 使最终静止 悬挂在空中 已知弹性安全带的缓冲时间是1 2 s 安全带长5 m 不计空气阻力 的影响 g取10 m s2 则安全带所受的平均冲力的大小为 A 500 N B 1 100 N C 600 N D 100 N 解析 选取人为研究对象 设人自由下落过程中的末速度为v 缓冲过程中受 到弹性安全带的平均冲力大小为F 人自由下落过程中由v2 2gh得 v 10 m s 以向上为正方向 缓冲过程由动量定理得mv F
16、 mg t 得F mg 1 100 N 由牛顿第三定律可知 安全带所受的平均冲力大小为1 100 N 12345 4 质量为2 kg的小物块静止于光滑水平面上 从某一时刻开始 小物块所受的 水平冲量与时间的关系如图5所示 则在6 s内物块的位移为 图5 A 0 B 3 m C 6 m D 12 m 12345 12345 5 用豆粒模拟气体分子 可以模拟气体压强产生的原理 如图6所示 从距秤盘 80 cm高度把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上 持续作用时间为1 s 豆粒 弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半 若每个豆粒只与秤盘碰撞一次 且碰 撞时间极短 在豆粒与秤盘碰撞极短时间内 碰撞力远大于豆粒 受到的重力 已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g 则在碰撞过 程中秤盘受到的压力大小约为 A 0 2 N B 0 6 N C 1 0 N D 1 6 N 图6 12345 设向上为正方向 根据动量定理 Ft mv2 mv1得 12345 课时作业 1 李老师在课堂上做了如下的小实验 他把一支粉笔竖直放在水平桌面上靠近 边缘的纸条上 如图1所示 第一次他慢慢拉动纸条将纸条抽出 粉笔向
