高考物理复习第六章碰撞与动量守恒基础课1动量和动量定理市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

[高考导航]考点内容要求高考命题实况常考题型关联考点动量、动量定理、动量守恒定律及其应用Ⅱ

卷Ⅰ：T35(2)卷Ⅰ：T35(2)卷Ⅱ：T35(2)卷Ⅰ：T35(2)卷Ⅱ：T35(2)卷Ⅲ：T35(2)

计算题填空题①冲量、动量、动量改变②动量与动能③动量定理与动力学结合④动量守恒定律与动能定理、机械能守恒定律及能量守恒定律结合弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ试验七：验证动量守恒定律

说明：只限于一维1/52基础课1动量和动量定理2/52知识点一、动量1．定义：运动物体质量和______乘积叫做物体动量，通惯用p来表示。2．表示式：p＝______。3．单位：_________。4．标矢性：动量是矢量，其方向和_______方向相同。速度mvkg·m/s速度3/525．动量、动能、动量改变量比较名称项目动量动能动量改变量定义物体质量和_____乘积物体因为_____而含有能量物体末动量与初动量_______定义式p＝_____Ek＝__________Δp＝________矢标性______标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程速度运动矢量差mvp′－p矢量4/52知识点二、动量定理1．冲量 (1)定义：力和力__________乘积叫做这个力冲量。

公式：I＝_____。 (2)单位：冲量单位是_______，符号是_____。 (3)方向：冲量是矢量，恒力冲量方向与力方向______。作用时间Ft牛·秒N·s相同5/522．动量定理 (1)内容：物体所受________冲量等于物体______改变。 (2)表示式：Ft＝Δp＝p′－p。 (3)矢量性：动量改变量方向与_________方向相同，能够在某一方向上用动量定理。合外力动量合外力6/52[思索判断](1)两物体动量相等，动能也一定相等。(

)(2)动量改变大小，不可能等于初末状态动量大小之和。(

)(3)物体动量改变量等于某个力冲量。(

)(4)物体沿水平面运动，重力不做功，重力冲量也等于零。(

)(5)物体动量越大，则物体惯性就越大。(

)答案(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×7/52动量、冲量了解及计算1．冲量和动量比较

冲量I动量p定义力与力作用时间乘积叫做力冲量质量和速度乘积叫做动量公式I＝Ftp＝mv单位N·skg·m/s矢标性矢量，方向与恒力方向相同矢量，方向与速度方向相同特点过程量状态量8/522.冲量和功区分 (1)冲量和功都是过程量。冲量是表示力对时间积累作用，功表示力对位移积累作用。 (2)冲量是矢量，功是标量。 (3)力作用冲量不为零时，力做功可能为零；力做功不为零时，力作用冲量一定不为零。9/521．[动量了解]以下关于动量说法正确是(

) A．质量大物体动量一定大 B．速度大物体动量一定大 C．两物体动能相等，动量不一定相同 D．两物体动能相等，动量一定相等10/52答案C11/522．[冲量、动量了解]如图1所表示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上直径。两根光滑滑轨MP、QN端点都在圆周上，MP＞QN。将两个完全相同小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上过程中，以下说法中正确是(

)图112/52A．协力对两滑块冲量大小相同B．重力对a滑块冲量较大C．弹力对a滑块冲量较小D．两滑块动量改变大小相同解析这是“等时圆”，即两滑块同时抵达滑轨底端。协力F＝mgsinθ(θ为滑轨倾角)，Fa＞Fb，所以协力对a滑块冲量较大，a滑块动量改变也大；重力冲量大小、方向都相同；弹力FN＝mgcosθ，FNa＜FNb，所以弹力对a滑块冲量较小。故选项C正确。答案C13/523．[用I＝Ft计算恒力冲量]如图2所表示，质量为m小滑块沿倾角为θ斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到摩擦力大小一直为Ff。在整个运动过程中，重力对滑块总冲量为(

)图214/52A．mg(t1＋t2)sinθ B．mg(t1－t2)sinθC．mg(t1＋t2) D．0解析重力是恒力，重力冲量等于重力与重力作用时间乘积，即整个运动过程中重力冲量为mg(t1＋t2)。选项C正确。答案C15/52动量定理了解及应用1．对动量定理了解 (1)动量定理表示式Ft＝p′－p是矢量式，右边是物体受到全部外力总冲量，而不是某一个力冲量。其中F是全部外力协力，它能够是恒力，也能够是变力，假如合外力是变力，则F是合外力在时间t内平均值。 (2)动量定理表示式Ft＝p′－p说明了两边因果关系，即合外力冲量是动量改变原因。16/52(3)动量定理说明是合外力冲量I合和动量改变量Δp关系，合外力冲量由动量改变量反应出来，I合与Δp不但大小相等，方向也相同。(4)动量定理含有普适性，动量定理不但适合用于恒力作用，也适合用于变力作用。17/5218/523．用动量定了解释现象 (1)Δp一定时，F作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小。 (2)F一定，此时力作用时间越长，Δp就越大；力作用时间越短，Δp就越小。

分析问题时，要把哪个量一定，哪个量改变搞清楚。19/52【典例】

[用动量定理求变力冲量]如图3所表示，一质量为m滑块在固定于竖直平面半径为R光滑轨道内运动，若滑块在圆心等高处C点由静止释放，则滑块从C点抵达最低点B过程中所受协力冲量大小为多大？方向怎样？图320/5221/52【拓展延伸】

在【典例】中，若滑块在圆轨道上运动时能够抵达圆周最高点，且这时对轨道压力刚好为0，则滑块从A点沿轨道抵达最低点B过程中所受到协力冲量大小多大？方向怎样？22/5223/521．[用动量定了解释生活现象]人从高处跳到低处时，为了安全，普通都是让脚尖先着地，这是为了(

) A．减小地面对人冲量 B．使人动量改变减小 C．减小地面对人冲力 D．增大人对地面压强，起到安全保护作用24/52解析人从高处跳下落地时速度是一定，与地面接触过程中，人动量改变是定值，所受到冲量也是一定，但脚尖先着地增加了缓冲时间，使得人所受冲力减小，起到安全保护作用，这个过程中人对地面压强也对应减小。选项C正确。答案C25/522．[用动量定理求变力冲量]一个质量为m＝100g小球从h＝0.8m高处自由下落，落到一个厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t＝0.2s，要求竖直向下方向为正，则在这段时间内，软垫对小球冲量为(取g＝10m/s2)(

) A．0.6N·s B．0.4N·s C．－0.6N·s D．－0.4N·s26/52答案

C27/52图428/52解析依据动量定理得：Δp＝mgt＝60×10×1kg·m/s＝600kg·m/s，故选项A正确。答案A29/524．[动量定理应用](·安徽理综，22)一质量为0.5kg小物块放在水平地面上A点，距离A点5m位置B处是一面墙，如图5所表示。物块以v0＝9m/s初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间速度为7m/s，碰后以6m/s速度反向运动直至静止。g取10m/s2。图530/52(1)求物块与地面间动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做功W。31/52答案(1)0.32

(2)130N

(3)9J32/521．用动量定了解题基本思绪方法技巧33/522．动量定理应用技巧 (1)应用I＝Δp求变力冲量

假如物体受到大小或方向改变力作用，则不能直接用I＝Ft求冲量，能够求出该力作用下物体动量改变Δp，等效代换得出变力冲量I。 (2)应用Δp＝FΔt求动量改变

比如，在曲线运动中，速度方向时刻在改变，求动量改变(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂。假如作用力是恒力，能够求恒力冲量，等效代换得出动量改变。34/52应用动量定理求解连续作用问题机枪连续发射子弹、水柱连续冲击煤层等都属于连续作用问题。这类问题特点是：研究对象不是质点(也不是能看成质点物体)，动量定理应用对象是质点或能够看做质点物体，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子弹或喷出水柱作为研究对象，对它们进行受力分析，应用动量定理，或者结合牛顿运动定律综合求解。35/5236/5237/52解析小球能停在空中，说明小球受到冲力等于重力F＝mg①小球受到冲力大小等于小球对水力。取很小一段长为Δl小水柱Δm，其受到重力Δmg和球对水力F，取向下为正方向。(F＋Δmg)t＝0－(－Δmv)②其中小段水柱重力Δm·g忽略不计，Δm＝ρS·Δl38/5239/52答案1.8m40/52动量定理用于处理连续流体或粒子流作用力问题，分析关键是构建合理物理模型，即隔离出一定形状流体或粒子流作为研究对象，从而化“无形”为“有形”。方法技巧41/521．(·北京理综)“蹦极”运动中，长弹性绳一端固定，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运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点过程中，以下分析正确是(

) A．绳对人冲量一直向上，人动量先增大后减小 B．绳对人拉力一直做负功，人动能一直减小 C．绳恰好伸直时，绳弹性势能为零，人动能最大 D．人在最低点时，绳对人拉力等于人所受重力42/52解析从绳子恰好伸直，到人第一次下降到最低点过程中，拉力逐步增大，由牛顿第二定律mg－F＝ma可知，人先做加速度减小加速运动，当a＝0时，F＝mg，此时速度最大，动量最大，动能最大，今后人继续向下运动，F＞mg，由牛顿第二定律F－mg＝ma可知，人做加速度增大减速运动，动量一直减小直到减为零，全过程中拉力方向一直向上，所以绳对人冲量一直向上，综上可知A正确，C、D错误；拉力对人一直做负功，动能先增大后减小，故B错误。答案A43/522．(·重庆理综)高空作业须系安全带，假如质量为m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距离为h(可视为自由落体运动)．今后经历时间t安全带到达最大伸长，若在此过程中该作用力一直竖直向上，则该段时间安全带对人平均作用力大小为(

)44/52答案A45/523．[·全国卷Ⅰ，35(2)]某游乐园入口旁有一喷泉，喷出水柱将一质量为M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喷口连续以速度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，在竖直方向水速度变为零，在水平方向朝四面均匀散开。忽略空气阻力。已知水密度为ρ，重力加速度大小为g。求 (ⅰ)喷泉单位时间内喷出水质量； (ⅱ)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口高度。46/5247/5248/5249/524．(·济南市联考)在水平方向匀强电场中，有一带电正粒子质量为m、电荷量为q，从A点以初速度v0竖直向上射入电场