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1、2022年高考物理一轮复习第六章动量守恒定律第1讲动量动量定理教学案（含解析）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_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、末动量在一条直线上时，可以直接进行代数运算(2)p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：pptp0，p0、pt分别是初、末动量曲线运动：要用矢量运算方法，利用平行四边形
2、定则，画图求解答案：一、1.质量速度2.mvkgm/s3物体的速度二、2.FtNs3.物体的受力三、1.合外力的冲量物体的动量变化【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()答案：(1)()(2)()(3)()(4)()【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的动量变化大小答案：法一：由动量定理得pI，即pmgt.法二：由pmv知，pmv，而v，所以pm. 考点互动探究考点一对动量、冲量的理解1
3、.动量与动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式pmvEkmv2矢标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pEk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.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IFt(F为恒力)WFlcos (F为恒力)矢标性矢量标量意义表示力对时间的累积是动量变化的量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1. 我国女
4、子短道速滑队在今年世锦赛上实现了女子3000 m接力三连冠观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()图6171A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功答案：B2xx广东卷 在同一匀强磁场中，粒子(He)和质子(H)做匀速圆周运动若它们的动量大小相等，则粒子和质子()A运动半径之比是21B运动周期之比是21C运动速度大小之比是41
5、D受到的洛伦兹力之比是21答案：B解析 洛伦兹力提供向心力：qvBm，则r，在动量大小相同的情况下，轨道半径与电荷量成反比，故A错误；周期T，故周期比为，故B正确；速度v，动量大小相同时，速度大小与质量成反比，即，故C错误；受到的洛伦兹力之比为：，故D错误3(多选)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，则质量大动能小D动量大小相等，则动能也相等答案：AC解析 根据动能Ekmv2可知，动量pmv，两个质量不同的物体，当动能相等时，质量大的动量大，A正确，B错误；若动量大小相等，则质量大的动能小，C正确，D错误 规律总结1动量的两
6、性(1)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(2)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冲量的总结(1)冲量的时间性：冲量不仅由力决定，还由力的作用时间决定恒力的冲量等于力与作用时间的乘积(2)冲量的矢量性：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改变量的方向一致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二动量定理的基本应用用动量定理解题的基本思路(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(
7、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，如有必要还需要其他补充方程，最后代入数据求解1 据统计人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况重物与地面的形变很小，可忽略不计g取10 m/s2.下表为一次实验过程中的相关数据请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：重物(包括传感器)的质量m/kg8.5重物下
8、落高度H/cm45重物反弹高度h/cm20最大冲击力Fm/N850重物与地面接触时间t/s0.1(1)求重物受到地面的冲击力最大时的加速度大小；(2)在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍？解析 (1)重物受到最大冲击力时加速度的大小为a由牛顿第二定律有a解得a90 m/s2.(2)重物在空中运动过程中，由动能定理有mghmv2重物与地面接触前瞬时的速度大小v1重物离开地面瞬时的速度大小v2重物与地面接触过程，重物受到的平均作用力大小为F，设竖直向上为正方向，由动量定理有 (Fmg)tmv2m(v1)解得F510 N故6因此重物受到的地面施加的平均作用力是
9、重物所受重力的6倍式题1 xx安徽卷 一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图6172所示物块以v09 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数；(2)若碰撞时间为0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.图6172答案：(1)0.32(2)130 N(3)9 J解析 (1)由动能定理，有mgsmv2mv可得0.32.(2)由动量定理，有Ftmvmv可得F13
10、0 N.(2)Wmv29 J.式题2 xx重庆卷 高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.mgB.mgC.mgD.mg答案：A解析 安全带产生作用力前，人自由下落，根据v22gh可求下落距离h时的速度，之后由于涉及力和时间的运算，且力非恒力，因此需运用动量定理，即(mgF)t0mv，根据以上两式，解得平均作用力Fmg，故选A. 规律总结(1)对动量定理的理解公式ppFt是矢量式，右边是物体受
11、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t时间内的平均值公式ppFt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力的作用时间相同，且各外力为恒力，可以先求合力，再将合力乘以时间求冲量，即I合F合t.若各外力作用时间不同，可以先求出每个外力在相应时间的冲量，然后求各外力冲量的矢量和，即I合F1t1F2t2考点三动量定理与微元法的综合应用考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”，质量具有连续性，通常给密度分析步骤1建立“柱体”
12、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，对应的质量为mSvt2建立方程，应用动量定理研究这段柱体流体2 xx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解析 (1)设t时间内，从喷口喷出的水的
13、体积为V，质量为m，则mVVv0St由式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为v0S(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于t时间内喷出的水，由能量守恒得(m)v2(m)gh(m)v在h高度处，t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为p(m)v设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有Ftp由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得FMg联立式得h式题 如图6173所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是()图6173AvS B. C.v2S Dv2S答案：D解析 t时间内贮气瓶喷出气体的质量mSvt，对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得Ftmv0，解得Fv2S，选项D正确 方法技巧将动量定理应用于流体时，应在任意时刻t时从流管中取出一个在流动方向上的截面1和2围起
