2021届高考物理一轮复习第六章碰撞与动量守恒第1讲动量和动量定理课件粤教版

1、高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求全国卷三年考情分析全国卷三年考情分析201720182019动量、动量定理、动量、动量定理、动量守恒定律及其动量守恒定律及其应用应用卷卷t14：动量守恒定：动量守恒定律的应用律的应用卷卷t20：动量定理的：动量定理的应用应用卷卷t14：动量、动能：动量、动能t24：动量守恒定律、机械能守：动量守恒定律、机械能守恒定律恒定律卷卷t24：牛顿第二定律、动：牛顿第二定律、动量守恒定律量守恒定律t15：动量定理：动量定理卷卷t25：动量、机械能守恒：动量、机械能守恒定律定律卷卷t16：动量定理的应用：动量定理的应用t25：vt图象、动量守恒定律、图象、动量守恒定

2、律、机械能守恒定律、动能定理机械能守恒定律、动能定理卷卷t25：动量定理、动能定：动量定理、动能定理、匀变速直线运动的规律理、匀变速直线运动的规律卷卷t25：动量守恒定律、动：动量守恒定律、动能定理、牛顿第二定律能定理、牛顿第二定律弹性碰撞和非弹性弹性碰撞和非弹性碰撞碰撞实验七：验证动量实验七：验证动量守恒定律守恒定律说明：只限于一维说明：只限于一维第第1讲动量和动量定理讲动量和动量定理一、动量一、动量1.定义：运动物体的质量和定义：运动物体的质量和的乘积叫做物体的动量，通常用的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示。来表示。2.表达式：表达式：p。3.单位：单位：。4.标矢性：动量是矢量，其方向

3、和标矢性：动量是矢量，其方向和方向相同。方向相同。速度速度知识要点知识要点mvkgm/s速度速度二、冲量二、冲量1.定义：力和力的定义：力和力的的乘积叫做这个力的冲量。的乘积叫做这个力的冲量。公式：公式：i。2.单位：冲量的单位是单位：冲量的单位是，符号是，符号是。3.方向：冲量是矢量，冲量的方向与力的方向方向：冲量是矢量，冲量的方向与力的方向。三、动量定理三、动量定理1.内容：物体所受内容：物体所受的冲量等于物体的冲量等于物体的变化。的变化。2.表达式：表达式：ftppp。3.矢量性：动量变化量的方向与矢量性：动量变化量的方向与的方向相同，可以在某一方向上应用的方向相同，可以在某一方向上应用

4、动量定理。动量定理。作用时间作用时间ft牛牛秒秒ns相同相同合外力合外力动量动量合外力合外力基础诊断基础诊断1.(多选多选)下列关于动量的说法正确的是下列关于动量的说法正确的是()a.质量大的物体，动量一定大质量大的物体，动量一定大b.质量和速率都相同的物体，动量一定相同质量和速率都相同的物体，动量一定相同c.一个物体的速率改变，它的动量一定改变一个物体的速率改变，它的动量一定改变d.一个物体的运动状态改变，它的动量一定改变一个物体的运动状态改变，它的动量一定改变解析解析根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，故根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度

5、共同决定，故a项错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的项错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故b项错误；一个物体的速率改变，项错误；一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，故则它的动量大小就一定改变，故c项正确；物体的运动状态变化，则它的速度就一定项正确；物体的运动状态变化，则它的速度就一定发生了变化，它的动量也就发生了变化，故发生了变化，它的动量也就发生了变化，故d项正确。项正确。答案答案cd2.(多选多选)恒力恒力f作用在质量为作

6、用在质量为m的物体上，如图的物体上，如图1所示，由于地面对物体的摩擦力较大，所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间物体没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是，下列说法正确的是()图图1a.拉力拉力f对物体的冲量大小为零对物体的冲量大小为零b.拉力拉力f对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为ftc.拉力拉力f对物体的冲量大小是对物体的冲量大小是ftcosd.合力对物体的冲量大小为零合力对物体的冲量大小为零解析解析对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量，是某一个力的冲量、是合力的对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量，是某一个力的冲量、是合力的冲量、是分力的冲量还是某一方向

7、上力的冲量。这一个力的冲量与另一个力的冲量无冲量、是分力的冲量还是某一方向上力的冲量。这一个力的冲量与另一个力的冲量无关。关。b、d项正确。项正确。答案答案bd3.质量为质量为m的物体在力的物体在力f作用下做初速度为作用下做初速度为v1的匀加速直线运动，经时间的匀加速直线运动，经时间t，物体的动，物体的动量由量由mv1增到增到mv2，则，则()a.若该物体在若该物体在2f力作用下经力作用下经2t，则物体的动量变化量为，则物体的动量变化量为4mv24mv1b.若该物体在若该物体在2f力作用下经力作用下经2t，则物体的动量变化量为，则物体的动量变化量为4mv23mv1c.在在2f力作用下经力作用下

8、经t，物体的动量变化量为，物体的动量变化量为2mv2d.在在2f力作用下经力作用下经t，物体的动量变化量为，物体的动量变化量为2mv2mv1解析解析由动量定理得由动量定理得ftmv2mv1，则，则2f2t4mv24mv1，2ft2mv22mv1，故只有选项故只有选项a正确。正确。答案答案a4.(2018全国全国卷，卷，15)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的鸡蛋从一居民楼的的25层坠下，与地面的碰撞时间约为层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()a.10nb.102nc.10

9、3nd.104n解析解析根据自由落体运动和动量定理有根据自由落体运动和动量定理有v22gh(h为为25层楼的高度，约层楼的高度，约70m)，ftmv，代入数据解得，代入数据解得f1103n，所以，所以c正确。正确。答案答案c1.对动量的理解对动量的理解(1)动量的两性动量的两性瞬时性：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。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。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。动量和冲量的理解动量和冲量的理解(2)动量与动能的比较

10、动量与动能的比较2.对冲量的理解对冲量的理解(1)冲量的两性冲量的两性时间性：冲量不仅由力决定，还由力的作用时间决定，恒力的冲量等于该力与时间性：冲量不仅由力决定，还由力的作用时间决定，恒力的冲量等于该力与力的作用时间的乘积。力的作用时间的乘积。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。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。(2)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作用力和反

11、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。间并无必然联系。【例【例1】 (2018全国全国卷，卷，14)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀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与它所经历的时间成正比b.与它的位移成正比与它的位移成正比c.与它的速度成正比与它的速度成正比d.与它的动量成正比与它的动量成正比答案答案b1.(多选)对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是()a.物体的动量发生变化，其动能一定发生变化b.物体的动量发生变化，其动能不一定发

12、生变化c.物体的动能发生变化，其动量一定发生变化d.物体的动能发生变化，其动量不一定发生变化解析解析物体的动量发生变化，可能是方向改变也可能是大小改变，所以物体的动物体的动量发生变化，可能是方向改变也可能是大小改变，所以物体的动能不一定发生变化，故选项能不一定发生变化，故选项a错误，错误，b正确；物体的动能变化，速度大小一定变正确；物体的动能变化，速度大小一定变化，则动量一定发生变化，故选项化，则动量一定发生变化，故选项c正确，正确，d错误。错误。答案答案bc2.如图如图2所示，竖直面内有一个固定圆环，所示，竖直面内有一个固定圆环，mn是它在竖直方向上的直径。两根光滑是它在竖直方向上的直径。两

13、根光滑滑轨滑轨mp、qn的端点都在圆周上，的端点都在圆周上，mpqn。将两个完全相同的小滑块。将两个完全相同的小滑块a、b分别分别从从m、q两点无初速度释放，在它们各自沿两点无初速度释放，在它们各自沿mp、qn运动到圆周上的过程中，下运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是列说法中正确的是()图图2a.合力对两滑块的冲量大小相同合力对两滑块的冲量大小相同b.重力对重力对a滑块的冲量较大滑块的冲量较大c.弹力对弹力对a滑块的冲量较小滑块的冲量较小d.两滑块的动量变化大小相同两滑块的动量变化大小相同解析解析这是这是“等时圆等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端。合力，即两滑块同时到达滑轨底端。合力fm

14、gsin(为滑轨倾为滑轨倾角角)，fafb，因此合力对，因此合力对a滑块的冲量较大，滑块的冲量较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同；弹力大小、方向都相同；弹力fnmgcos，fnafnb，因此弹力对，因此弹力对a滑块的冲量较小，滑块的冲量较小，选选c。答案答案c3.质量为质量为0.2kg的球竖直向下以的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球的动量变化量回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球的动量变化量p和合外力对

15、小球做的功和合外力对小球做的功w，下列说法正确的是，下列说法正确的是()a.p2kgm/sw2jb.p2kgm/sw2jc.p0.4kgm/sw2jd.p0.4kgm/sw2j答案答案a1.动量定理的理解动量定理的理解(1)动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力。变力的情况下，动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力。变力的情况下，动量定理中的力动量定理中的力f应理解为变力在作用时间内的平均值。应理解为变力在作用时间内的平均值。(2)动量定理的表达式动量定理的表达式ftp是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量

16、的方向，公式中的量及动量变化量的方向，公式中的f是物体或系统所受的合力。是物体或系统所受的合力。动量定理的理解及应用动量定理的理解及应用2.用动量定理解释现象用动量定理解释现象(1)p一定时，一定时，f的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小。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，一定，此时力的作用时间越长，p就越大；力的作用时间越短，就越大；力的作用时间越短，p就越小。就越小。分析问题时，要把哪个量不变、哪个量变化搞清楚。分析问题时，要把哪个量不变、哪个量变化搞清楚。3.用动量定理解题的基本思路用动量定理解题的基本思路【例【例2】 (2019全

17、国全国卷，卷，16)最近，我国为最近，我国为“长征九号长征九号”研制的大推力新型火箭研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为，产生的推力约为4.8106n，则，则它在它在1s时间内喷射的气体质量约为时间内喷射的气体质量约为()a.1.6102kg b.1.6103kgc.1.6105kg d.1.6106kg答案答案b1.应用动量定理解释生活现象应用动量定理解释生活现象下列解释中正确

18、的是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解析跳高时，在落地处垫海绵是为了延长作用时间从而减小冲力，不是减小冲跳高时，在落地处垫海绵是为了延长作用时间从而减小冲力，不是减小冲量，故选项量，

19、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，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，根据动量定理量定理ftmv，则知运动时间相等，故选项，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，故选项速度越大，动量越大，则冲量越大，故选项d正确。正确。答案答案d2.应用动量定理求动量的变化量应用动量定理求动量的变化量(多选多选)如图如图3所示，两位同学同时

20、在等高处抛出手所示，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球中的篮球a、b，a以速度以速度v1斜向上抛出，斜向上抛出，b以速度以速度v2竖直向上抛出，当竖直向上抛出，当a到达最高到达最高点时恰与点时恰与b相遇。不计空气阻力，相遇。不计空气阻力，a、b质量相等且均可视为质点，重力加速度为质量相等且均可视为质点，重力加速度为g，以下判断正确的是，以下判断正确的是()答案答案bcd3.应用动量定理求变力的冲量应用动量定理求变力的冲量拍皮球是大家都喜欢的体育活动，既能强身又能健体。拍皮球是大家都喜欢的体育活动，既能强身又能健体。已知皮球质量为已知皮球质量为0.4kg，为保证皮球与地面碰撞后自然跳起的最大高度

21、均为，为保证皮球与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为1.25m，小明需每次在球到达最高点时拍球，每次拍球作用距离为小明需每次在球到达最高点时拍球，每次拍球作用距离为0.25m，使球在离手时获，使球在离手时获得一个竖直向下得一个竖直向下4m/s的初速度。若不计空气阻力及球的形变，的初速度。若不计空气阻力及球的形变，g取取10m/s2，则每次，则每次拍球拍球()a.手给球的冲量为手给球的冲量为1.6kgm/sb.手给球的冲量为手给球的冲量为2.0kgm/sc.人对球做的功为人对球做的功为3.2jd.人对球做的功为人对球做的功为2.2j图图4答案答案d4.动量定理与图象的综合动量定理与图象的综合(多选

22、多选)(2017全国全国卷，卷，20)一质量为一质量为2kg的物块在合外力的物块在合外力f的作用下从静止开始沿直线运动。的作用下从静止开始沿直线运动。f随时间随时间t变化的图线如图变化的图线如图5所示，则所示，则()图图5a.t1s时物块的速率为时物块的速率为1m/sb.t2s时物块的动量大小为时物块的动量大小为4kgm/sc.t3s时物块的动量大小为时物块的动量大小为5kgm/sd.t4s时物块的速度为零时物块的速度为零答案答案ab动量定理与微元法的综合应用动量定理与微元法的综合应用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分析

23、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s2用微元法研究，作用时间t内的一段柱形流体的长度lvt，对应的质量为mvslsvt3建立方程，应用动量定理研究这段柱形流体【例【例3】 2016全国全国卷，卷，35(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为为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的喷口持续以速度的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于面积略大于s)；水柱冲击到；水柱冲击

24、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。已知水的密度为气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为，重力加速度大小为g。求。求()喷泉单位时间内喷出的水的质量；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。玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。解析解析()在刚喷出一段很短的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时间内，可认为喷出的水柱保持速度v0不变。不变。该时间内，喷出水柱高度该时间内，喷出水柱高度lv0t喷出水柱质量喷出水柱质量mv()设

25、玩具底面相对于喷口的高度为设玩具底面相对于喷口的高度为h由玩具受力平衡得由玩具受力平衡得f冲冲mg其中，其中，f冲冲为水柱对玩具底部的作用力为水柱对玩具底部的作用力由牛顿第三定律知由牛顿第三定律知f压压f冲冲在很短在很短t时间内，冲击玩具水柱的质量为时间内，冲击玩具水柱的质量为mmv0st由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱应用动量定理得由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱应用动量定理得(f压压mg)tmv由于由于t很小，很小，mg也很小，可以忽略，也很小，可以忽略，式变为式变为f压压tmv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微元，柱体的横截面积为s2用微元法研究，作用时间t内一段柱形流体的长度为l，对应的体积为vsv0t，则微元内的粒子数nnv0st3先应用动量定理研究单个粒子，建立方程，再乘n计算【例【例4】 正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子的质量均为正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子的质量均为m，单位体积内，单位体积内粒子数量粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为为恒量。为简化