2025高考物理总复习动量和动量定理

第1讲动量和动量定理高考总复习2025课程标准1.理解冲量和动量。通过理论推导和实验,理解动量定理和动量守恒定律,能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。2.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。3.体会用守恒定律分析物理问题的方法,体会自然界的和谐与统一核心素养试题情境生活实践类生产生活中的缓冲类问题,流体冲力问题,碰撞、爆炸、反冲问题学习探索类动量定理的理解及应用、利用动量定理处理流体问题、动量守恒定律的条件及应用、碰撞模型的规律及应用、人船模型类问题的处理方法、子弹打木块模型及“滑块—木板”模型问题考点一动量和冲量的理解与计算强基础•固本增分1.动量

动量是状态量,与时刻或位置相对应(1)定义:物体的质量和

的乘积。

(2)表达式:p=mv。(3)单位:

。

(4)标矢性:动量是矢量,其方向和

方向相同。

2.冲量

冲量是过程量,与时间或过程对应(1)定义:力和力的作用

的乘积。

(2)表达式:I=

。

(3)单位:

。

(4)标矢性:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向

。

速度

kg·m/s速度时间FtN·s相同×××研考点•精准突破1.动量与动能的比较

比较项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=mv2标矢性矢量标量变化因素合外力的冲量合外力所做的功大小关系比较项动量动能变化量Δp=FtΔEk=Fl联系(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化2.冲量的四种计算方法

公式法利用定义式I=Ft计算冲量,此方法仅适用于求恒力的冲量,不需要考虑物体的运动状态图像法利用F-t图像计算,F-t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平均值法若力的方向不变,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、F2为该段时间内初、末两时刻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求变力的冲量考向一

冲量

动量与动能典题1

表面光滑的楔形物块ABC固定在水平地面上如图所示,∠ABC<∠ACB,质量相同的物块a和b分别从斜面顶端沿AB、AC由静止自由滑下。不计空气阻力,在两物块到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是(

)A.两物块所受重力冲量相同B.两物块的动量改变量相同C.两物块的动能改变量相同D.两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率相同C考向二

冲量的计算典题2

质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用下,沿水平面向右匀速运动,如图所示,不计空气阻力,则下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是(

)A.拉力F的冲量大小为FtcosθB.摩擦力的冲量大小为Ftsin

θC.重力的冲量大小为mgtD.物体所受支持力的冲量是mgtC解析

拉力F的冲量大小为Ft,故A错误;物体做匀速直线运动,可知摩擦力Ff=Fcos

θ,则摩擦力的冲量大小为Fft=Ftcos

θ,故B错误;重力的冲量大小为mgt,故C正确;物体所受支持力的大小FN=mg-Fsin

θ,则支持力的冲量为(mg-Fsin

θ)t,故D错误。典题3(2023河北邢台联考)一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是(

)A.第2s末,质点的动量为0B.第2s末,质点的动量方向发生变化C.第4s末,质点回到出发点D.在1~3s时间内,力F的冲量为0D解析

在F-t图像中,图线与横轴所围的面积表示力F的冲量,由题图可知,0~2

s时间内,力F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,第2

s末质点的速度最大,动量最大,方向不变,A、B错误;2~4

s内力F的方向与0~2

s内力F的方向相反,该质点在0~2

s内做加速运动,在2~4

s内做减速运动,第4

s末,质点速度为0,质点在0~4

s内的位移均为正,第4

s末没有回到出发点,C错误;由题图可知,1~2

s内的面积与2~3

s内的面积大小相等,一正一负,则在1~3

s时间内,力F的冲量为0,D正确。考点二动量定理的理解与应用动量定理1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的

。

“力”指的是合力2.表达式:FΔt=

。

冲量mv'-mv×××√研考点•精准突破1.对动量定理的理解(1)动量定理中的冲量是合力的冲量,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。(2)Ft=p'-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同。式中Ft是物体所受的合外力的冲量。(3)Ft=p'-p除表明两边大小、方向的关系外,还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。(4)由Ft=p'-p,得,即物体所受的合外力等于物体动量的变化率。(5)当物体运动包含多个不同过程时,可分段应用动量定理求解,也可以全过程应用动量定理求解。2.应用动量定理解题的基本思路

考向一

动量定理解释生活中的现象典题4(2024广东韶关模拟)“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态,在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护,能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中,安全气囊可以(

)A.减小穿戴者动量的变化量B.减小穿戴者动量的变化率C.增大穿戴者所受合力的冲量D.减小穿戴者所受合力的冲量B考向二

动量定理的有关计算典题5(2024重庆沙坪坝模拟)篮球运动员做赛前热身时,篮球在地面与手之间,沿竖直方向做往复运动。某次篮球在与地面接触的t1时间内动量的改变量大小为Δp1,在与手接触的t2时间内动量改变量的大小为Δp2。已知篮球的质量为m,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是(

)B考向三

动量定理解决多过程问题典题6(2023云南玉溪模拟)将质量m=1kg的物块置于水平地面上,已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5,现在物块上施加一个平行于水平地面的恒力F=10N,物块由静止开始运动,作用4s后撤去F。已知g取10m/s2,不计空气阻力,对于物块从静止开始到物块停下这一过程,下列说法正确的是(

)A.整个过程物块运动的时间为6sB.整个过程物块运动的时间为8sC.整个过程中物块的位移大小为40mD.整个过程中物块的位移大小为60mB解析

在整个过程中,由动量定理得,Ft1-μmgt=0,解得t=8

s,A错误,B正确;在物块前4

s运动的过程中,由动量定理得,Ft1-μmgt1=mv,解得v=20

m/s,因物考点三应用动量定理解决“流体模型”问题考向一

应用动量定理处理流体类问题

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ρ作为已知条件分析步骤1建立模型,沿流速v的方向选取一小段柱形流体,其横截面积为S2用微元法研究,作用时间Δt内的一小段柱形流体的长度Δl=vΔt,对应的质量为Δm=ρV=ρSΔl=ρSvΔt3建立方程,应用动量定理研究这段柱形流体典题7(多选)(2023湖北荆门模拟)质量为m0的直升机旋翼有4片桨叶,桨叶旋转形成的圆面面积为S。已知空气密度为ρ,重力加速度大小为g。当直升机悬停空中时,发动机输出的机械功率为P,桨叶旋转推动空气,空气获得的速度为v0,则单位时间内桨叶旋转推动空气的质量可表示为(

)BD考向二

应用动量定理处理微粒类问题

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建立模型,沿运动的方向选取一小段微元,柱体的横截面积为S2用微元法研究,作用时间Δt内一小段柱形流体的长度为Δl,对应的体积ΔV=Sv0Δt,则微元内的粒子数N=nv0SΔt3先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘N计算典题8

如图所示的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。(1)求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I。(2)导出器壁单位面积所受的大量粒子的撞击力F1与m、n和v的关系。(注意:解题过程中