《2020版 物理 高考冲刺总复习--碰撞与动量守恒---第六章 第1讲（新高考）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版 物理 高考冲刺总复习--碰撞与动量守恒---第六章 第1讲（新高考）（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考导航考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点动量、动量定理、动量守恒定律及其应用卷T35(2)：动量定理和能量观点卷T35(2)：动量守恒和能量守恒卷T35(2)：动量守恒和能量守恒卷T14：动量守恒定律的应用卷T20：动量定理的应用卷T14：动量概念T2：动量守恒定律、能量守恒定律卷T15：动量定理T24：动量守恒定律、牛顿第二定律卷T21：动量定理、电容器(1)动量定理的理解与应用(2)动量守恒定律的理解与应用(3)动量守恒与能量守恒的综合应用(4)动量守恒定律与电磁学、原子物理等知识的综合应用弹性碰撞和非弹性碰撞实验：验证动量守恒定律说明：只限于一维
2、第1讲动量和动量定理知识排查动量与冲量动量冲量定义运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示力和力的作用时间的乘积叫做这个力的冲量，通常用I来表示公式pmvIFt单位kg_m/sNs方向与速度方向相同与力的方向相同动量定理1.内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。2.表达式：Ftppp。3.矢量性：动量变化量的方向与合外力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理。 小题速练1.思考判断(1)物体动量的方向与物体的运动方向相同。()(2)物体的动量越大，其惯性也越大。()(3)物体所受合力不变，则动量也不改变。()(4)物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零。()答案(1
3、)(2)(3)(4)2.如图1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，该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小为()图1A.mgtB.mvmgtC.2mvmgt D.2mvmgt解析取竖直向上为正方向，则小球重力的冲量为mgt，设弹簧弹力对小球冲量的大小为I，由动量定理有mv(mv)Imgt，得出I2mvmgt，选项C正确。答案C冲量、动量及动量变化的理解1.动量、动能、动量变化量的比较名称项目动量动能动量变化量定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定
4、义式pmvEkmv2ppp矢标性矢量标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程Ek，Ekpv，p，p2.冲量的计算方法(1)恒力的冲量：直接用定义式IFt计算。(2)变力的冲量作出Ft变化图线，图线与t轴所夹的面积即为变力的冲量。如图2所示。图2对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解，即通过求p间接求出冲量。【例1】 (多选)(2019河南郑州市调研)如图3所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑，不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中()图3A.重力的冲量相同B.斜面弹力的冲量不同C.斜面弹力的冲量均为零D.合力的冲量不同解析设斜面高度为h，倾角为
5、，物体质量为m，可求得物体滑至斜面底端的速度大小为v，由vat，agsin ，所用时间t 。由冲量定义可求得重力的冲量大小为IGmgt，方向竖直向下，故选项A错误；斜面弹力的冲量大小为INmgtcos ，方向垂直斜面向上，选项B正确，C错误；合力的大小为mgsin ，I合mgtsin m，方向沿斜面向下(与合力方向相同)，即合力冲量的大小相同，方向不同，故选项D正确。答案BD1.(2018全国卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能()A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比解析列车启动的过程中加速度
6、恒定，由匀变速直线运动的速度与时间关系可知vat，且列车的动能为Ekmv2，由以上整理得Ekma2t2，动能与时间的平方成正比，动能与速度的平方成正比，A、C错误；将xat2代入上式得Ekmax，则列车的动能与位移成正比，B正确；由动能与动量的关系式Ek可知，列车的动能与动量的平方成正比，D错误。答案B2.质量为2 kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取10 m/s2，下列说法中正确的是()A.2 s末小球的动能为40 JB.2 s末小球的动量大小为40 kg m/sC.2 s内重力的冲量大小为20 NsD.2 s内重力的平均功率为20 W解析2 s末小球的速度vgt20
7、m/s，则动能为Ekmv2400 J，选项A错误；2 s末小球的动量大小为pmv40 kg m/s，选项B正确；2 s内重力的冲量大小为Imgt40 Ns，选项C错误；2 s内重力的平均功率为mg mgv200 W，选项D错误。答案B动量定理的理解和应用1.理解动量定理的要点(1)应用动量定理时研究对象既可以是单一物体，也可以是系统，当为系统时不考虑内力的冲量。(2)动量定理是矢量式，列方程之前先规定正方向。(3)求合力的冲量的方法有两种：第一先求合力再求合力冲量，第二求出每个力的冲量再对冲量求矢量和。(4)初态的动量p是系统各部分初态动量之和，末态的动量p也是系统末态各部分动量之和。2.用动
8、量定理解释现象(1)p一定时，F的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小。(2)F一定，此时力的作用时间越长，p就越大；力的作用时间越短，p就越小。分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚。3.动量定理的两个重要应用(1)应用Ip求变力的冲量。(2)应用pFt求动量的变化量。例2】(多选)(2017全国卷，20)一质量为2 kg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4 所示，则()图4A.t1 s时物块的速率为1 m/sB.t2 s时物块的动量大小为4 kgm/sC.t3 s时物块的动量大小为5 kgm/sD.t4 s时物块的速度为零解析由动量定理可得F
9、tmv，解得v。t1 s时物块的速率为v m/s1 m/s，故选项A正确；t2 s 时物块的动量大小p2F2t222 kgm/s4 kgm/s，故选项B正确；t3 s时物块的动量大小为p3(2211) kgm/s3 kgm/s，故选项C错误；t4 s 时物块的动量大小为p4(2212) kgm/s2 kgm/s，所以t4 s时物块的速度为1 m/s，故选项D错误。答案AB例3】一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速率约为30 m/s。则：(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有
10、安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5 m。设运动的时间为t，根据xt得，t s。根据动量定理Ftpmv0得，F N5.4104 N。(2)若人系有安全带时，F N1.8103 N。答案(1)5.4104 N(2)1.8103 N1.下列解释中正确的是()A.跳高时，在落地处垫海绵是为了减小冲量B.在码头上装橡皮轮胎，是为了减小渡船靠岸过程受到的冲量C.动量相同的两个物体受相同的制动力作用，质量小的先停下来D.人从越高的地方跳下，落地时越危险，是因为落地时人受到的冲量越大解析跳高时
11、，在落地处垫海绵是为了延长作用时间减小冲力，不是减小冲量，故选项A错误；在码头上装橡皮轮胎，是为了延长作用时间，从而减小冲力，不是减小冲量，故选项B错误；动量相同的两个物体受相同的制动力作用，根据动量定理Ftmv，则知运动时间相等，故选项C错误；从越高的地方跳下，落地时速度越大，动量越大，则冲量越大，故选项D正确。答案D2.飞机在空中撞到一只鸟常见，撞到一只兔子就比较罕见了，而这种情况真的被澳大利亚一架飞机遇到了。2017年10月20日，一架从墨尔本飞往布里斯班的飞机，飞到1 500 m 高时就撞到了一只兔子，当时这只兔子正被一只鹰抓着，两者撞到飞机当场殒命。设当时飞机正以720 km/h 的
12、速度飞行，撞到质量为2 kg的兔子，作用时间为0.1 s。则飞机受到兔子的平均撞击力约为()图5A.1.44103 N B.4.0103 NC.8.0103 N D.1.44104 N解析720 km/h200 m/s；根据动量定理Ftmv可得平均撞击力F N4103 N，选项B正确。答案B3.质量为1 kg的物体做直线运动，其速度时间图象如图6所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是()图6A.10 Ns，10 NsB.10 Ns，10 NsC.0，10 NsD.0，10 Ns解析由图象可知，在前10 s内初、末状态的动量相同，p1p25 kgm/s，由动量定理知I10；
13、在后10 s内末状态的动量p35 kgm/s，由动量定理得I2p3p210 Ns，故选项D正确。答案D科学思维系列动量定理在连续变质量问题中的应用类型一流体类问题流体及其特点通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”，质量具有连续性，通常已知密度分析步骤1建立“柱状”模型，沿流速v的方向选取一段柱形流体，其横截面积为S2微元研究，作用时间t内的一段柱形流体的长度为l，lvt，对应的质量为mSvt3建立方程，应用动量定理研究这段柱状流体【例1】 2016全国卷，35(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度
14、v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g。求()喷泉单位时间内喷出的水的质量；()玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。解析()在刚喷出一段很短的t时间内，可认为喷出的水柱保持速度v0不变。该时间内，喷出水柱高度lv0t喷出水柱质量mV其中V为水柱体积，满足VlS由可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为v0S()设玩具底面相对于喷口的高度为h由玩具受力平衡得F冲Mg其中，F冲为水柱对玩具底部柱的作用力由牛顿第三定律知F压F冲其中，F压为玩具底部对水柱的作用力，v为水柱到达玩具底部时的速度由运动学公式得v2v2gh在很短t时间内，冲击玩具水柱的质量为mmv0St由题意可知，在竖直
