2023版高考物理一轮总复习第六章第1节动量动量定理课件

第六章碰撞与动量守恒课标要求热点考向1.探究物体弹性碰撞的一些特点.知道弹性碰撞和非弹性碰撞2.通过实验，理解动量定理和动量守恒定律.能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题3.通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐和统一1.动量定理与动量守恒定律的应用2.动量守恒与能量守恒的综合应用3.动量守恒定律与磁场、电磁感应、原子核物理等知识的综合应用第1节动量动量定理一、动量动量定理1.冲量.作用时间Ft力F(1)定义：力和力的___________的乘积.(2)公式：I＝________，适用于求恒力的冲量.(3)方向：与________的方向相同.2.动量.速度mvkg·m/s速度

(1)定义：物体的质量与________的乘积. (2)公式：p＝________. (3)单位：千克·米/秒，符号：________. (4)意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与________的方向相同.项目动量定理动量守恒定律内容物体在一个过程始末的________变化量等于它在这个过程中所受合外力的________相互作用的物体组成的系统__________或所受合外力为________时，这个系统的总动量将保持不变表达式p′－p＝________或mv′－mv＝________m1v1＋m2v2＝________________二、动量定理和动量守恒定律动量冲量不受外力零F合

tF合

tm1v1′＋m2v2′【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)动量越大的物体，其速度越大.()(2)两物体的动量相等，动能也一定相等.((3)物体所受合力不变，则动量也不改变.())(4)物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零.(

)(5)动量变化量的大小不可能等于初、末状态动量大小之和.()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2.如图6-1-1所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则()

图6-1-1A.拉力F对物体的冲量大小为FtcosθB.拉力对物体的冲量大小为FtsinθC.摩擦力对物体的冲量大小为FtsinθD.合外力对物体的冲量大小为零

解析：求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量.本题中，作用的时间都是t，根据公式I＝F·t求得力F对物体的冲量就是Ft，A、B均错误；物体做匀速运动，因此物体受到的摩擦力Ff＝Fcosθ，所以摩擦力对物体的冲量大小为Fft＝Fcosθ·t，C错误；物体匀速运动，合外力为零，所以合外力对物体的冲量大小为零，D正确.答案：D

3.(2021年浙江临海模拟)近年中国女子速滑队取得的成绩十分令人瞩目.如图6-1-2所示，在速滑接力赛中，“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)面间的阻力，下列说法正确的是(

图6-1-2A.甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同B.甲的速度增加量一定等于乙的速度减少量C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能一定增大答案：Dmv0

4.如图6-1-3所示，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为()图6-1-3A.零B.M

mv0C.

M＋m

mv0D.

M－m答案：C对比项动量动能动量变化量定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式p＝mvΔp＝p′－p矢标性矢量标量矢量热点1动量[热点归纳]1.动量与动能的比较.对比项动量动能动量变化量特点状态量状态量过程量关联方程对于给定的物体，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(动量发生变化，可能是方向变而大小不变，故动能可能不变).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(续表)

2.关于动量变化量的几点说明. (1)动量的变化量是矢量，遵循平行四边形定则.其方向与速度的改变量方向相同. (2)如果初末动量在同一直线上，首先规定正方向，再用正负表示初末动量p1、p2，根据公式Δp＝p2－p1，求出动量的变化量，如图6-1-4甲、乙. (3)如果初末动量不在同一直线上，需使用平行四边形定则，求出动量的变化量Δp.如图丙.甲丙

乙图6-1-4

【典题1】(2021

年辽宁朝阳联考)北京时间2020年9月20日23时，“天问一号”探测器远离地球处于太空，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器4台推力均为120N的发动机同时点火向同方向喷气，工作20s顺利完成第二次轨道中途修正.工作期间推力视为恒力且忽略“天问一号”所受万有引力，此过程中“天问一号”的()A.动量变化量为9600kg·m/sB.动能变化量为9600JC.动量变化量为2400kg·m/sD.动能变化量为2400J答案：A对比项冲量功定义作用在物体上的力和力的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N·sJ热点2冲量[热点归纳]1.冲量与功的比较.对比项冲量功公式I＝Ft(F为恒力)W＝Flcosα(F为恒力)标矢性矢量标量意义①表示力对时间的累积②是动量变化的量度①表示力对空间的累积②是能量变化的量度都是过程量，都与力的作用过程相互联系(续表)公式法利用定义式I＝Ft计算冲量，此方法仅适用于恒力的冲量，无须考虑物体的运动状态图像法利用F­t图像计算，F­t图像围成的面积表示冲量，此法既可以计算恒力的冲量，也可以计算变力的冲量2.冲量的四种计算方法.平均值法若方向不变的变力大小随时间均匀变化，即力为时间的一次函数，则力F在某段时间t内的冲量

F1＋F2I＝t，F1、F2为该段时间内初、末两时刻

2力的大小动量定理法如果物体受到大小或方向变化的力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量，由I＝Δp

求变力的冲量(续表)

【典题2】(2020

年河南濮阳月考)如图6-1-5所示，垫球是排球运动中通过手臂的迎击动作，使来球从垫击面上反弹出去的一项击球技术，若某次从垫击面上反弹出去竖直向上运动的排球，之后又落回到原位置，设整个运动过)程中排球所受阻力大小不变，则(

图6-1-5A.球从击出到落回的时间内，重力的冲量为零B.球从击出到落回的时间内，空气阻力的冲量为零C.球上升阶段阻力的冲量小于下降阶段阻力的冲量D.球上升阶段动量的变化量等于下降阶段动量的变化量

解析：整个过程中，重力不为零，作用时间不为零，根据IG＝mgt可知，重力冲量不为零，故A错误；由于整个过程中，阻力都做负功，所以上升阶段的平均速度大于下降阶段的平均速度，即上升过程所用时间比下降过程所用时间少，根据If＝Ft可知上升阶段阻力冲量小于下降阶段阻力冲量，整个过程中阻力冲量不为零，故B错误，C正确；设初速度为v0，上升阶段，初速度为v0，末速度为零，动量变化量为Δp1＝0－mv0＝－mv0，下降阶段，初速度为零，末速度小于v0，动量变化量为Δp2<mv0－0＝mv0，两者不相等，故D错误.答案：C

【迁移拓展1】(2021年广东深圳模拟)2020年7月26日，大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600海上首飞成功，为下一步飞机进行海上试飞科目训练及验证飞机相关性能奠定了基础.若飞机的质量为m，从t＝0时刻起，飞机在某段时间t0内由静止开始做加速直线运动，其加速度与时间的关系图像如图6-1-6所示(图中a0、t0均为已知量)，则在这段时间t0内，飞机所受合力的冲量大小为()图6-1-6A.ma0t0

1B.ma0t0

2

3C.ma0t0

4D.2ma0t0答案：C热点3动量定理的理解与应用[热点归纳]

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，动量定理中的力F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FΔt＝Δp是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力.

【典题3】(2021

年山东滨州模拟)如图6-1-7甲是我国首艘“海上飞船”—“翔州1号”.“翔州1号”在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动，若运动过程中受到的阻力不变，水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示，t＝50s后，“翔州1号”以20m/s的速度

)乙做匀速直线运动.则下列说法正确的是(

甲

图6-1-7A.“翔州1号”所受阻力的大小为2.0×104NB.0～50s内，“翔州1号”所受合外力冲量的大小为1.0×106

N·sC.“翔州1号”的质量为2.5×104

kgD.0～50s内，动力F的功为5.0×106

J

解析：根据图像中匀速运动可知“翔州1号”所受阻力的大小为1.0×104

N，故A错误；0～50s内，“翔州1号”所受合外力冲量的大小为I＝Ft－ft，代入数据可得I＝5×105N·s，B错误；由动量定理可知Ft－ft＝mv，解得m＝2.5×104

kg，C正确；0～50s内，动力F是变力，无法求解功，D错误.答案：C

【迁移拓展2】(2019年新课标Ⅰ卷)最近，我国为“长征九号”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4.8×106

N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为()

B.1.6×103

kgD.1.6×106

kgA.1.6×102

kgC.1.6×105

kg答案：B热点4用动量定理解释现象[热点归纳]应用动量定理解释的两类物理现象：

(1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间Δt越短，力F就越大，力的作用时间Δt越长，力F就越小，例如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎. (2)当作用力F一定时，力的作用时间Δt越长，动量变化量Δp就越大，力的作用时间Δt越短，动量变化量Δp就越小.

【典题4】(2021

年辽宁六校开学考)从同样高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎.关于此现象分析正确的是()A.玻璃杯掉在草地上时动量小B.玻璃杯掉在草地上动量的改变量小C.草地对玻璃杯的冲量小D.玻璃杯掉在草地上动量变化率小答案：D应用动量定理解决连续作用问题1.流体类“柱状模型”问题.

对于流体运动，可沿流速v的方向选取一段柱形流体，设在极短的时间Δt内通过某一横截面S的柱形流体的长度为Δl，如图6-1-8所示.图6-1-8

设流体的密度为ρ，则在Δt的时间内流过该截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt，根据动量定理，流体微元所受的合外力的冲量等于该流体微元动量的增量，即FΔt＝ΔmΔv，分两种情况：(1)作用后流体微元停止，有Δv＝－v，代入上式有F＝－ρSv2.(2)作用后流体微元以速率v反弹，有Δv＝－2v，代入上式有F＝－2ρSv2.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S；(2)微元研究，作用时间Δt内一段柱形流体的长度为Δl，对应的体积为ΔV＝Sv0Δt，则微元内的粒子数

N＝nv0SΔt；(3)先应用动量定理研究单个粒子，建立方程，再乘以N计算2.微粒类“柱状模型”问题.

【典题5】2020年10月15日消息，据芝加哥当地媒体报道，美国联合航空一架从芝加哥飞往华盛顿的UA349航班挡风玻璃破裂后，紧急返回芝加哥奥黑尔国际机场，假设飞机挡风