《2018年高考物理一轮复习专题13.1动量和动量定理教学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理一轮复习专题13.1动量和动量定理教学案（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题13.1动量和动量定理k考情解读1 .理解动量的的概念，知道冲量的意义;2 .理解动量，会计算一维动量变化；3 .理解动量变化和力之间的关系，会用来计算相关问题;重点知识梳理一、动量、动量定理1 .动量(1)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。(2)表达式：p=mv(3)单位：kg-m/s。(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同。2.冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。(2)表达式：I=Ft。单位：Nl-s。(3)标矢性：冲量是矢量，它的方向由力的方向决定。3.动量定理项目动量定理内容物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力
2、的冲量表送式pp=F合t或mV-mv=F合t意义合外力的冲量是引起物体动量变化的原因标矢性矢里式(注思正方向的选取)二、动量守恒定律1 .内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。2 .表达式：mv1+mv2=mv1+nw2或p=p。3 .适用条件（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，系统的动量可近似看成守恒。（3）分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。高频考点突破高频考点一动量动量定理例1.关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A.运动物
3、体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B.物体的加速度不变，其动量一定不变C.动量发生改变，物体所受外力一定变化D.物体的动量越大，其惯性越大一解析:动量是矢量，动量的方向与物悻的运动方向一致,选项客正确,物体的加速度不变，说明物体受到的合外力不变但动量的改变是由于合外力的;中量引起的合外力不变,合外力的冲量一定不等于零；物体的动壁一定变化，选项B、C错误j物体的动量大，物体的周量不一定大，因此，动里大的物体其愦性不一定大，选项D错误。答案：A【变式探究】（多选）用水平推力F推放在水平面上的物体，作用时间为t,此过程中物体始终不动。关于此过程中各力的冲量和功，下列说法正确的是（）A.合
4、力的冲量为0B.摩擦力的冲量为FtC.推力的冲量为FtD.合力白勺功为0解析：用水平推力F推物体，物体不动，说明合力为0,合力的冲量也为0,选项A、D正确；推力F作用的时间为t,则推力的冲量为Ft,摩擦力与推力等大反向，故摩擦力的冲量大小也为Ft,但方向与F方向相反，选项C正确，选项B错误。答案：ACD【举一反三】篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以（）A.减小球对手的冲量B,减小球对手的冲击力C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量解析：先伸出两手迎接，手接触到球后，两手随球收缩至胸前，可以增加球与手接触的时间，取球、一一mv,、一，一一.的初
5、速度方向为正方向，根据动量定理一Ft=0mv得F=了，当时间增大时，作用力就减小，而冲量和动量变化量、动能的变化量都不变，所以B正确。答案：B高频考点二动量定理的应用M的卡通玩具稳定地例2、(2016全国I35(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为悬停在空中.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p,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.v0Mg答
6、案pv0s药一金解析口)在刚喷出一段很短的时间内J可认为喷出的水柱保持速度麻不变.该时间内,喷出水柱高度网喷出水柱质量工高二心y其中小修为水柱体积,满足A4乩;3由可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为Aar(2)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冲为水柱对玩具底面的作用力由牛顿第三定律：F压=尸冲其中，F压为玩具底面对水柱的作用力，v为水柱到达玩具底面时的速度由运动学公式：v2-V02=-2gh在很短At时间内，冲击玩具的水柱的质量为AmAm=pV0SAt由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱应用动量定理(F压+AmgAt=Amv由于At很小，Amg也很小，可以忽
7、略，式变为F压At=AmVv2g由可得h=2g-2p2v2s2【举一反三】质量是60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，他被悬挂起来。已知安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m,取g=10m/s；则安全带所受的平均冲力的大小为（）A.500NB.600NC.1100ND.100N解析：安全芾长5队人在这殿距离上做自由落体运动，获得速度日历二10Vs-受安全带的保护经工2，速度减小为力对此过程应用动量定理，以向上为正方向有序-酩）,=0-（F?贝！|跖二11Q0MC正确。答案：C【变式探究】如图甲所示，一轻弹簧上端固定，下端悬挂着质量为m的物体A,其静止点为O,然后再用细线在
8、A下面挂上另一个质量也为m的物体B（如图乙所示），平衡后将细线剪断，当物体A弹回到O点时的速度为v,而此时物体B下落的速度为u,不计空气阻力，则在这段时间里弹簧的弹力对物体A的冲量大)小为（A.mvB.muC.m（v-u）D.mv+u）解析：物体B做自由落体运动，有mgt=mu在相同白时间t内物体A弹回到O点，应用动量定理，有mgtI=-mv所以i=m+u）,选项d正确。答案：D【举一反三】把一个质量为0.4kg的小球，以3m/s的速度水平抛出，经过0.4s的时间小球落地,则小球的动量变化量的大小为（不计空气阻力，g=10m/s2）（）A. 1.2 kg m/sB. 1.6 kg m/sC.2
9、kgm/sD.4kgm/s解析：根据动量定理I=Ap得：Ap=mgt=0.4X10X0.4kg-m/s=1.6kgm/s。故选项B正确。答案：B高频考点三“微元法”在动量定理中的应用微元法就是从某一物理量、物理状态或物理过程中选取一个足够小的单元微元作为研究对象的研究方法。微元法是物理解题中常用方法之一，在使用微元法解题时，常取时间元At、长度兀AL、面积兀AS、质量兀Am等。例3、一截面积为S的竖直放置的水管向上持续喷水。水离开管口的速度为v,喷出的水全部击中一个质量为m的物块的底部，而后水无初速自由落下。物体停在距管口h处的高空不掉下，如图所示。求h的大小。解析：取极短时间A3则此时间内喷
10、出水的质量设水到达为高处的速度为仆则pAm-fl+h曲或U1I设水与物体应相作用的冲量大小为“由题意及动量定理可知对水有：Aur辑=3+/1叫-力府对物体有：酩力由得由于A因而有答案:v2nmg而2 P 2SV【方法技巧】微元法解题的思维程序1、隔离选择恰当微元作为突破整体研究的对象。微元可以是一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间应具有整体对象的基本特征。并运用相关物理规律，求解2、将微元模型化如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动这个微元与所求物体的关联。3、将一个微元的求解结果推广到其他微元，并充分利用各微元间的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元的解
11、出结果进行叠加，以得出整体量的合理解答。【变式探究】如图所示，在水平光滑的轨道上有一辆质量为300kg,长度为2.5m的装料车，悬吊着的漏斗以恒定的速率100kg/s向下漏原料，装料车以0.5m/s的速度匀速行驶到漏斗下方装载原料。(1)为了维持车速不变，在装料过程中需用多大的水平拉力作用于车上才行。(2)车装完料驶离漏斗下方仍以原来的速度前进，要使它在2s内停下来，需要对小车施加一个多大的水平制动力。解析遂在时间内漏到车上的原料房量为A亟，要使这些原料篌得与车相同的速度，需加力为国根据动量定理，有所以.100x0.5N=50N车装完料的总质量为Aa/2f=300+100Xkg=600kgAI
12、0.对车应用动量定理，有FW=0-(-时解得X-N-200M答案：(1)50N(2)200N真题感悟1.12016全国卷I】物理选修3-5】(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p,重力加速度大小为g.求：(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度.35. （2）【答案】（i）p v0s (ii)v0M2g药
13、27W【解析】（i）设At时间内，从喷口喷出的水的体积为AV,质量为Am则Am=pAVAV=VoSAt由式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为Am-t-=pVoS谩玩具悬停时且底面相对于喷口的高度为乱水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为3寸于A1时间内喷出的水，由能量守恒得拉唠户十则鲂二拉陶H在人高度处,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谖水对玩具的作用力的大小为凡根据动量定理有由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得脏立式潺2.12016北京卷】（1）动量定理可以表示为Ap=FAt,其中动量p和力F都是矢量.在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分
14、别研究.例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是0,碰撞后弹出的角度也是0,碰撞前后的速度大小都是V,如图1-所示.碰撞过程中忽略小球所受重力.图1-a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Apx、Apy；b.分析说明小球对木板的作用力的方向.（2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动.激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用.光镣效应就是一个实例，激光束可以像镣子一样抓住细胞等微小颗粒.SO一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束和穿过介质小球的光路如图1-所示，图中O点是介质小球的球心，入射时光束和与so的夹角均为e,出射时光束均与平行.请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向.a.光束和强度相同；b.光束比的强度大.图1-【答案】(1)a.02mvcos0b.沿y轴负方向(2)a.沿SO向左b.指向左上方【解析I(l)a二方向：动量变化为g二阳口口日一Msmd二0了方向:动量变化为AJTTVCOE6iWWOS)=2/ftvoos8方向沿丁轴正方向.Ib.根据动量
