2018届高考物理一轮复习专题动量和动量定理导学案1

拉力对物体的冲量大小为零777777777777777777777拉力对物体的冲量大小为拉力对物体的冲量大小为s合力对物体的冲量大小为零解析由冲量的定义知拉力对物体的冲量=•，选项、错误，正确；物体处于静止状态，合力为零，故合力对物体的冲量大小为零，选项正确.［答案］BD考向2冲量的计算典例4一个铁球，从静止状态由10高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用去0.4s,该铁球的质量为336g求从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？从进入泥潭到静止，泥潭的阻力对小球的冲量为多少？（保留两位小数，取g=102）S［解析］小球进入泥潭前做自由落体运动,求出小球下落的时间,便可以求出恒定重力在这一过程的冲量；小球进入泥潭后,泥土对小球的阻力是变力,此变力的冲量要由动量定理求得.小球自由下落10所用的时间是=\l^=\l^1s=/2s,重力的冲量=1=0.336X10X^2N・s心4.75N・s.对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得（1+2）—2=0.泥潭的阻力对小球的冲量2=（1+2）=0.336X10X（q2+0.4）N・s^6.10N-s,方向竖直向上.如图所示.0MI答案4.75N・s6.10N・s一…I正反思总结?I变力的冲量不能由=求出，可以由动量定理求出动量的变化，从而求得变力的冲理量；同理，当物体做曲线运动时，动量的变化可以通过求合力的冲量，从而求得动量变化考点三用动量定理定性解释物理现象用动量定理解释的现象一般可分为两类：(1物体的动量变化△一定，由动量定理=△可知，若力的作用时间越短，则作用力越大，因此在需要增大作用力时，可尽量缩短作用时间，如打击、碰撞等过程；若力的作用时间越长，则作用力就越小，因此在需要减小作用力时，可设法延长力的作用时间，如利用软垫、弹簧的缓冲作用来延长作用的时间.(2作用力一定，由动量定理=△可知，力的作用时间越长，动量的变化就越大；力的作用时间越短，动量的变化就越小.对应训练考向1缩短作用时间，增大作用力典例(2017•河北邯郸广平一中期中从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎.这是因为()掉在水泥地上，玻璃杯的动量大掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大［解析］杯子从同一高度落下，到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理=△可知，冲量也相等；但由于在软泥地上，软泥地的缓冲使接触时间较大，由=可知，杯子受到的作用力较小，故杯子在水泥地上比在软泥地上更易破碎；只有选项正确［答案］D考向2延长作用时间，减小作用力［典例6］篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球掉接球时，两手随球迅速收缩至胸前掉这样做可以()减小球对手的冲量减小球对人的冲击力减小球的动量变化量

减.小球的动能变化量解析］接球过程中，球的初动量和末动量一定，所以球的动量变化量恒定不变，选项错误；根据动量定理，手对球的冲量等于球的动量的改变量，也恒定不变，球对手的冲量也不变，选项错误；球的初动能和末动能一定，所以球的动能变化量恒定不变，选项错误；根据冲量=,球对手的冲量不变，接球时两手随球迅速收缩至胸前，是通过延长受力时间以减小球对人的冲击力F所以选项正确［答案］B考点四应用动量定理定量计算1动量定理表达式为△=△P它的左边是物体受到的所有力的总冲量，而不是某一个力的冲量其中力可以是恒力，也可以是变力，如果是变力，则应是在△时间内的平均值.2动量定理说明的是合力的冲量i和动量的变化量△的关系，i与△不仅大小相合合等而且方向相同.3.动量定理的研究对象是单个物体或物体系统.系统的动量变化等于在作用过程中组成系统的各个物体所受外力冲量的矢量和，而系统内物体之间的作用力（内力），由大小相等、方向相反和等时性可知，其总冲量为零，不会改变系统的总动量.在不涉及加速度和位移的情况下，研究运动和力的关系时，用动量定理求解一般较为方便，不需要考虑运动过程的细节.对应训练考向1计算变力的冲量典例7］（2017•河北衡水中学期中如图所示，、经细绳相连挂在弹簧下静止不动，的质量为，的质量为，当、间绳突然断开，物体上升到某位置时速度为，这时下落速度为，在这段时间内弹簧弹力对物体的冲量为解析分别对、两物体应用动量定理列式，联立即可以求出弹簧的弹力对的冲量以向上为正方向，由动量定理得：对：一=——0,对：一=—0,解得：=(+).［答案］m(u＋［答案］m(u＋v)考向2计算平均作用力一质量为的铁锤，以速度竖直打在木桩上，经过△时间后停止，则在铁锤对木桩的平均冲力的大小是()一△h一对铁锤应用动量定理.设木桩对铁锤的平均作用力为，则(一)・△=0典例打击时间内.△g解析-(-)，解得=h-t+，所以铁锤对木桩的平均冲力F==="+.［答案］C考向3动量定理的综合应用典例(2016•新课标全国卷I)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量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的喷口持续以速度。竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于)；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•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△时间内，从喷口喷出的水的体积为△,质量为△,则-=p△V①=0△②由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为△—=p。.③(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为.对于△时间内喷出的水，由能量守恒得2h2+h=2h20④在高度处，△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△=TOC\o"1-5"\h\z△⑤设水对玩具的作用力的大小为F根据动量定理有△=△⑥由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得=⑦

联立③④⑤⑥⑦式得[答案联立③④⑤⑥⑦式得[答案1p0反思总结__20_2=lg~2p22022丸一一222p2202应用动量定理解题的注意事项1动量定理的表达式是矢量式，列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系即要注意各个量的正负).(2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和.(3应)用动量定理可以只研究一个物体，也可以研究几个物体组成的系统.随堂检测1．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力2.高空作业须系安全带，如果质量为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可视为自由落体运动.此后经历时间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()互+丘-m—+m--.[2016•全国卷I,某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量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的喷口持续以速度。竖直向上喷出；玩具底部为平板面积略大于)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。求

(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量;为示，(ii)为示，.(2017•济南市联考)在水平方向的匀强电场中，有一带电正粒子质量为、电荷量如图6所，从点以初速度。竖直向上射入电场，到达最高点时的速度大小为2、电荷量如图6所参考答案1.解析从绳子恰好伸直，到人第一次下降到最低点的过程中，拉力逐渐增大，由牛顿第二定律一=可知，人先做加速度减小的加速运动，当=时，=,此时速度最大，动量最大，动能最大，此后人继续向下运动，>,由牛顿第二定律一=可知，人做加速度增大的减速运动，动量一直减小直到减为零，全过程中拉力方向始终向上，所以绳对人的冲量始终向上，综上可知正确，、错误；拉力对人始终做负功，动能先增大后减小，故错误。答案A解析由自由落体运动公式得人下降距离时的速度为=［，在时间内对人由动量定理得（一）=,解得安全带对人的平均作用力为=m—十,项正确。答案A解析（i）在刚喷出一段很短的△时间内，可认为喷出的水柱保持速度不变。该时间内，喷出水柱高度△=△①喷出水柱质量△=p△②其中△为水柱体积，满足△=△③由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为△△=P（ii）设玩具底面相对于喷口的高度为闯由玩具受力平衡得f=④冲其中，冲为水柱对玩具底部柱的作用力F&由牛顿第三定律：压=冲⑤其中，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：v一=一⑥0在很短△时间内，冲击玩具水柱的质量为△△=P△⑦由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱应用动量定理（压+△g=△‘⑧由于△很小，△也很小，可以忽略，⑧式变为△=△m⑨压v2M2g由④⑤⑥⑦⑨可得=2*一万一一"v2M