2022年高考物理一轮-动量　冲量　动量定理学生版

文档来源网络整理侵权必删PAGE1碰撞与动量守恒定律学科素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任冲量、动量、动量定理、动量守恒定律科学推理：用动量守恒定律分析物理问题模型建构：碰撞模型、人船模型和反冲模型通过验证动量守恒定律的实验，培养学生的实验设计能力利用物理知识解释生活中的现象，体会自然界的和谐与统一考情分析动量定理、动量守恒定律是本部分的重点知识，也是考查的热点。命题方式呈现多样化，动量既可以和能量结合，还可以和运动学联系，经常用于解决生活中的常见问题，如碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等；另外还可以和电磁感应中的导体棒运动相联系。备考题型有：(1)动量定理与动量守恒定律的应用；(2)动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用；(3)动量守恒定律与磁场、电磁感应、原子物理等知识的综合应用。备考指导学习完动量部分后形成了完整的解决物体运动的相关方法，加深了对物质世界的认识和理解。要理解掌握动量、动量定理和动量守恒定律的基本规律。针对常见的碰撞、反冲和爆炸等模型要熟练掌握动量和能量、牛顿运动定律、电磁感应诸多知识都能相互融合，形成复杂的多过程，交叉知识的问题，可以作为高考大题，注意知识之间的衔接。6.1动量冲量动量定理必备知识清单一、动量、动量变化、冲量1．动量(1)定义：物体的与的乘积．(2)表达式：p＝(3)方向：动量的方向与的方向相同．2．动量的变化(1)因为动量是矢量，动量的变化量Δp也是，其方向与速度的改变量Δv的方向(2)动量的变化量Δp，一般用末动量p′减去初动量p进行矢量运算，也称为动量的增量．即Δp＝3．冲量(1)定义：与的乘积叫做力的冲量．(2)公式：(3)单位：(4)方向：冲量是，其方向二、动量定理1．内容：物体在一个运动过程始末的等于它在这个过程中所受合力的冲量．2．公式：或3．动量定理的理解(1)动量定理反映了力的冲量与之间的因果关系，即合力的冲量是原因，物体的动量变化量是结果．(2)动量定理中的冲量是的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和．(3)动量定理表达式是式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．命题点精析（一）对动量和冲量的理解1．对动量的理解(1)动量的两性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，通常是指相对地面的动量．(2)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p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2标矢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p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)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.对冲量的理解(1)冲量的两性①时间性：冲量不仅与力有关，还与力的作用时间有关，恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积．②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．(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间并无必然联系．(3)冲量与功的比较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是能量变化多少的量度都是过程量，都与力的作用过程相联系典型例题例1如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径．两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MP>QN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q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，下列说法中正确的是()A．合力对两滑块的冲量大小相同B．重力对a滑块的冲量较大C．弹力对a滑块的冲量较小D．两滑块的动量变化大小相同练1跳水运动员在跳台上由静止直立落下，落入水中后在水中减速运动到速度为零时并未到达池底，不计空气阻力，则关于运动员从静止落下到在水中向下运动到速度为零的过程中，下列说法不正确的是()A．运动员在空中动量的变化量等于重力的冲量B．运动员整个向下运动过程中合外力的冲量为零C．运动员在水中动量的变化量等于水的作用力的冲量D．运动员整个运动过程中重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向练2如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍B．足球下落到与头部刚接触时动量大小为3.2kg·m/sC．足球与头部作用过程中动量变化量大小为3.2kg·m/sD．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s命题点精析（二）动量定理的理解及应用1．对动量定理的理解(1)动量定理的表达式Ft＝p′－p是矢量式，左边是物体受到的所有外力的总冲量，而不是某一个力的冲量．其中F是所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力，如果合外力是变力，则F是合外力在时间t内的平均值．(2)动量定理的表达式Ft＝p′－p说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因．(3)动量定理说明的是合外力的冲量I合和动量变化量Δp的关系，合外力的冲量由动量的变化量反映出来，I合与Δp不仅大小相等，方向也相同．(4)动量定理具有普适性，动量定理不仅适用于恒力作用，也适用于变力作用．2．动量定理的要点(1)矢量式．(2)F既可以是恒力也可以是变力．(3)冲量是动量变化的原因．(4)由Ft＝p′－p，得F＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(Δp,t)，即物体所受的合力等于物体的动量对时间的变化率．3．用动量定理解释现象(1)Δp一定时，F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，Δp就越大；力的作用时间越短，Δp就越小．分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚．例2核桃是“四大坚果”之一，核桃仁具有丰富的营养价值，但核桃壳十分坚硬，不借助专用工具不易剥开．小悠同学发现了一个开核窍门：把核桃竖直上抛落回与坚硬地面撞击后就能开裂．抛出点距离地面的高度为H，上抛后达到的最高点与抛出点的距离为h.已知重力加速度为g，空气阻力不计．(1)求核桃落回地面的速度大小v；(2)已知核桃质量为m，与地面撞击作用时间为Δt，撞击后竖直反弹h1高度，求核桃与地面之间的平均作用力F.练3行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是()A．增加了司机单位面积的受力大小B．减少了碰撞前后司机动量的变化量C．将司机的动能全部转换成汽车的动能D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积练4材料相同、质量不同的两滑块，以相同的初动能分别在水平面上运动直到停止，则()A．质量大的滑块运动时间长B．质量小的滑块运动位移大C．质量大的滑块所受摩擦力的冲量小D．质量小的滑块克服摩擦力做功多命题点精析（三）动量定理在多过程中的应用例3一高空作业的工人质量为60kg，系一条长为L＝5m的安全带，若工人由静止不慎跌落时安全带的缓冲时间t＝1s(工人最终静止悬挂在空中)，则缓冲过程中安全带受的平均冲力是多少？(g取10m/s2，忽略空气阻力的影响)练5一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，在t0和2t0时刻，物体的动能分别为Ek1、Ek2，动量分别为p1、p2，则()A．Ek2＝8Ek1，p2＝4p1 B．Ek2＝3Ek1，p2＝3p1C．Ek2＝9Ek1，p2＝3p1 D．Ek2＝3Ek1，p2＝2p1练6一质量为0.5kg的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力F，F随时间t变化的图线如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2，则()A．t＝1s时物块的动量大小为2kg·m/sB．t＝1.5s时物块的动量大小为2kg·m/sC．t＝(6－2eq\r(3))s时物块的速度大小为0.5m/sD．在3～4s的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小核心素养大提升动量定理与微元法的综合应用机枪连续发射子弹、水柱持续冲击煤层等都属于连续作用问题．这类问题的特点是：研究对象不是质点(也不是能看成质点的物体)，动量定理应用的对象是质点或可以看做质点的物体，所以应设法把子弹、水柱质点化，通常选取一小段时间内射出的子弹或喷出的水柱作为研究对象，对它们进行受力分析，应用动量定理，或者综合牛顿运动定律综合求解．1．研究对象常常需要选取流体为研究对象，如水、空气等．2．研究方法隔离出一定形状的一部分流体作为研究对象，然后列式求解．3．基本思路(1)在极短时间Δt内，取一小柱体作为研究对象．(2)求小柱体的体积ΔV＝vSΔt(3)求小柱体质量Δm＝ρΔV＝ρvSΔt(4)求小柱体的动量变化Δp＝vΔm＝ρv2SΔt(5)应用动量定理FΔt＝Δp例4如图所示，由喷泉中喷出的水柱，把一个质量为M的垃圾桶倒顶在空中，水以速率v0、恒定的质量增率(即单位时间喷出的质量)eq\f(Δm,Δt)从地下射向空中。求垃圾桶可停留的最大高度。(设水柱喷到桶底后以相同的速率反弹，重力加速度为g)练7正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量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v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系．(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题