（江苏专用）2019版高考物理大一轮复习 第6单元 动量学案

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1、1第六单元第六单元 动量动量2014 年2015 年2016 年2017 年高考热点统计要求高考基础要求 及冷点统计 动量、动量定 理35(2) 35(2) 35(2)35(2) 35(2)35(2)20动量守恒定律 及其应用1415弹性碰撞和非 弹性碰撞35(2) 35(2) 35(2)35(2)35(2)考情分析1.动量、动量守恒定律是高中物理的重点知识,动量守恒定律通常 结合动能定理或能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题. 在 2016 年以前高考对本知识的考查多以计算题的形式出题,难度 中等偏上. 2.2017 年以后动量作为解题重要思想方法,动量定理和动量守恒 定律可与静电场、磁

2、场、电磁感应等核心知识综合,这将是未来新 高考的重要趋势.实验七:验 证动量守恒 定律动量作为物 理重要解题 思想,可以 综合其他很 多核心知识 考查,单独 考查动量实 验的概率较 小,属于高 考冷点.第 17 讲 动量 动量定理一、动量 1.定义:物体的 与 的乘积. 2.表达式:p= ,单位 . 3.动量是矢量,与 方向相同. 二、冲量 1.定义:是力对时间的累积效应,是过程量,效果表现为物体动量的变化. 2.表达式:I= ,单位 . 3.冲量是矢量,与 或 方向相同. 三、动量定理 1.内容:物体受到的 等于 . 2.公式:I合=p. (1)动量的变化量是矢量,只有当初、末动量在一条直线

3、上时,才可以直接进行代数运算. (2)p的计算方法:直线运动:选择一个正方向,与正方向相同的动量取正值,与正方向相反的动量取负值,可 以表达为:p=pt-p0,其中p0、pt分别是初、末动量. 曲线运动:要用矢量的运算方法,利用平行四边形定则,画图求解. 【思维辨析】 (1)一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变.( ) (2)合外力的冲量是物体动量发生变化的原因.( ) (3)动量具有瞬时性.( ) (4)物体动量的变化等于某个力的冲量.( ) 【思维拓展】 一个质量为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,求在这段时间内物体 动量变化的大小.2考点一 对

4、动量、冲量的理解 1.动能与动量的比较动能动量定义物体由于运动而具 有的能量物体的质量和速度的乘积定义式Ek= mv2p=mv矢标性标量矢量 特点状态量状态量关联方 程Ek=,Ek= pv,p=,p=联系(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取 地面为参考系(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变 化,但动量发生变化时动能不一定发生变化2.冲量与功的比较冲量功定义作用在物体上的力和 力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NsJ 公式I=Ft(F为恒力)W=Flcos (F为恒力) 矢标性矢量标量意义(1)表示力对时间的 累积 (2)是动量变化的量

5、度(1)表示力对空间的累积 (2)是能量变化的量度联系都是过程量,都与力的作用过程相互联系1.(多选) 2017广州调研 两个质量不同的物体,如果它们的 ( ) A.动能相等,则质量大的动量大 B.动能相等,则动量大小也相等 C.动量大小相等,则质量大的动能小 D.动量大小相等,则动能也相等 2.下列说法中正确的是 ( ) 一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速直线运动),这两个力在同一段时间内的冲量一定相同. 一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速直线运动),这两个力在同一段时间内做的功或者大小都为零,或 者大小相等、正负号相反. 在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等

6、,但正负号一定相反. 在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,正负号也不一定相反. A. B. C. D. 3.(多选) 2017南昌联考 如图 17-1 所示,水平面上有倾角为的斜面,质量为m的小滑块从底端沿斜面向上 滑动,经过时间t1速度减小到零,而后下滑,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 是f,重力加速度为g,则关于小滑块运动的整个过程,下列说法中正确的是( )3图 17-1 A.斜面对滑块的弹力的冲量为零 B.摩擦力对滑块的总冲量大小为f(t2-t1),方向沿斜面向上 C.合力对滑块的总冲量大小为mg(t1+t2)sin +f(t1-t2),方向

7、沿斜面向下 D.合力对滑块的总冲量大小为mg(t1+t2)sin +f(t1-t2),方向沿斜面向上 规律总结 (1)动量的特点 瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一时刻或位置而言的. 相对性:动量的大小与参考系的选取有关,通常情况是指相对地面的动量. (2)冲量的特点 时间性:冲量不仅由力决定,还由力作用的时间决定.恒力的冲量等于力与作用时间的乘积. 矢量性:对于方向恒定的力来说,冲量的方向与力的方向一致;对于作用时间内方向变化的力来说,冲量的方向 与相应时间内物体动量的变化量方向一致. (3)作用力和反作用力的冲量一定等大、反向,但作用力和反作用力做的功之间并无必然联系.考点

8、二 动量定理的基本应用 (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.可以先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和合力的冲量;或先求合力,再求合力 的冲量. (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,如有必要还需要列出其他方程,最后代入数据求解. 1 (多选) 2017全国卷 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 17-2 所示,则( )图 17-2 A.t=1 s 时物块的速率为 1 m/s B.t=2 s 时物块的动量大小

9、为 4 kgm/s C.t=3 s 时物块的动量大小为 5 kgm/s D.t=4 s 时物块的速度为零 式题 2017北京海淀摸底 在水平地面的右端B处有一面墙,放在水平地面上A点的小物块的质量m=0.5 kg,A、B间的距离s=5 m,如图 17-3 所示.小物块以大小为 8 m/s 的初速度v0从A向B运动,刚要与墙壁碰撞时 的瞬时速度v1=7 m/s,碰撞后以大小为 6 m/s 的速度v2反向弹回.重力加速度g取 10 m/s2. (1)求小物块从A向B运动过程中的加速度a的大小; (2)求小物块与地面间的动摩擦因数; (3)若碰撞时间t=0.05 s,求碰撞过程中墙面对小物块平均作用

10、力F的大小.图 17-34 规律总结 (1)对动量定理的理解 公式Ft=p-p是矢量式,左边是物体受到所有力的合冲量,而不是某一个力的冲量.其中的F是研究对象所受的 包括重力在内所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,如果合外力是变力,则F是合外力在时间t内的平 均值. 公式Ft=p-p说明了两边的因果关系,即合力的冲量是动量变化的原因. (2)合冲量的两种求解方法 若各外力的作用时间相同,且各外力均为恒力,可以先求出合力,再将合力乘以时间求冲量,即I合=F合t. 若各外力的作用时间不同,可以先求出每个外力在相应时间内的冲量,然后求各外力冲量的矢量和.考点三 动量定理与微元法的综合应用 考

11、向一 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”,特点是质量具有连续性, 题目中通常给出密度作为已知条件 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S2微元研究,作用时间 t内的一段柱形流体的长度 l=vt,对应的质量 为 m=V=Sl=Svt分析步 骤 3 建立方程,应用动量定理研究这段柱形流体2 2016全国卷 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

12、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: (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量; (2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.5式题 2017河南开封二模 如图 17-4 所示,静止在光滑水平面上的小车的质量M=20 kg.从水枪中喷出的水 柱的横截面积S=10 cm2,速度v=10 m/s,水的密度=1.0103 kg/m3.若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击 小车的前壁,且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中,则当有质量m=5 kg 的水进入小车时,求: (1)小车的速度大小; (2)小车的加速度大小.图 17-4考向二 微粒类问题微粒及其特 点通常电

13、子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”,特点是质量具有独立性,题目中 通常给出单位体积内粒子数n作为已知条件 1 建立“柱体”模型,沿运动速度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 l=vt,对应的体积为 V=Svt, 则微元内的粒子数N=nvSt分析步 骤 3 先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘以N进行计算. 3 某种气体微粒束由质量m=5.410-26 kg、速度v=460 m/s 的气体分子组成,各分子都向同一方向运动,垂直 地打在某平面上后又以原速率反向弹回,该过程的示意图如图 17-5 所示.若微粒束中每立方米的体积内有 n0

14、=1.51020个分子,求被微粒束撞击的平面所受到的压强.图 17-56式题 一艘宇宙飞船以速度v进入分布密度为的尘埃空间,如果飞船在垂直于运动方向上的最大截面积为S,且 认为尘埃与飞船碰撞后都附着在飞船上,则飞船受到尘埃的平均制动力为多大?第 18 讲 动量守恒定律及其应用一、动量守恒定律 1.内容:一个系统 或者 为零时,这个系统的总动量保持不变. 2.常用的表达式:m1v1+m2v2= . 二、系统动量守恒的条件 1.理想守恒:系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统动量守恒. 2.近似守恒:系统受到的合力不为零,但当内力远大于外力时,系统的动量可近似地看作守恒. 3.分方向守恒:系统在

15、某个方向上所受合力为零时,系统在该方向上动量守恒. 三、动量守恒的实例 1.碰撞 (1)特点:在碰撞现象中,一般都满足内力 外力,可认为相互碰撞的系统动量守恒. (2)分类:种类动量是否守恒机械能是否守 恒 弹性碰撞守恒 非弹性碰撞守恒有损失 完全非弹性碰撞守恒损失 2.反冲运动 (1)定义:静止或运动的物体通过分离出部分物质,而使自身在反方向获得加速的现象. (2)特点:在反冲运动中,系统的 是守恒的. 3.爆炸现象 爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用力很大,且 系统所受的外力,所以系统动量 ,爆炸过程时间 很短,物体的位移很小,可忽略不计,作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动. 【思维辨析】 (1)动量守恒定律中的速度是相对于同一参考系的速度.( ) (2)系统动量守恒,则机械能也守恒.( ) (3)质量相等的两个物体发生碰撞时,一定交换速度.( ) (4)系统的总动量不变是指系统总动量的大小保持不变.( ) 【思维拓展】 碰撞过程除了系统动量守恒之外,还需要满足什么条件?碰撞与爆炸在能量转化方面有何不同?7考点一 动量守恒条件的理解和应用 1.动量守恒的判定 (1)系统不受外力或者所受外力的合力为零,则系统动量守恒; (2)系统受外力,