高考物理一轮复习第六章第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. (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.速度mvkg·m/s速度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，他们的动能也一定相等.()(3)物体所受合力不变，则其动量也不改变.()(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，则下列说法正确的是(

图6-1-1 A.拉力

F对物体的冲量大小为Ftcosθ

B.拉力对物体的冲量大小为Ftsinθ

C.摩擦力对物体的冲量大小为Ftsinθ

D.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.(2022年广东茂名模拟)蹦床是我国的优势运动项目，我国某蹦床运动员在东京奥运会上一举夺冠，为祖国争了光.如图6-1-2所示为运动员比赛时的情境，比赛中某个过程，她自距离水平网面高3.2m处由静止下落，与网作用后，竖直向上弹离水平网面的最大高度为5m，与网面作用过程中所用时间为0.7s.不考虑空气阻力，重力加速度取10m/s2，若运动员质量为60kg，则网面对她的冲量大小为()图6-1-2A.420N·sB.480N·sC.1080N·sD.1500N·s解析：由静止下落到接触网面时，根据动能定理有mgh1＝

开网面瞬间的速度v2＝10m/s，方向竖直向上，取向上为正方向，则根据动量定理有I－mgt＝mv2＋mv1，代入数据可得，网面对她的冲量大小I＝1500N·s，选D.

答案：DM＋m

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.mv0

MC.mv0D.

mv0M－m答案：C对比项目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热点1动量[热点归纳]1.动量与动能的比较.对比项目动量动能动量变化量定义式p＝mvΔp＝p′－p矢标性矢量标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程(续表)对比项目动量动能动量变化量对于给定的物体，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.甲乙丙

图6-1-4 (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.

【典题1】(2023

年广东广州开学考)在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球.一个竖直上抛，一个竖直下抛，一个平抛.若不计空气阻力，三个小球从抛出到落地的过程中(

)A.三个小球落地时的动量相同B.三个小球动量的变化量相同C.上抛球动量的变化量最大D.下抛球动量的变化量最大落地时的速度大小相等，由于做平抛运动的小球落地时的速度方向与竖直上抛和竖直下抛小球的落地速度方向不同，因此三个小球落地时的动量不相同，A错误.在相同高度处三个小球以相同的速率分别抛出，可知做竖直上抛运动小球的运动时间大于做平抛运动小球的运动时间，做平抛运动小球的运动时间大于做竖直下抛运动小球的运动时间，由动量定理可得mgt＝Δp，可知三个小球动量的变化量不相同.上抛球动量的变化量最大，下抛球动量的变化量最小，B、D错误，C正确.答案：C易错点拨动量和动量变化量都是矢量.分析动量变化时不能仅仅看大小，一般先看方向，方向不同，动量和动量变化量必然不同，若方向相同，再看大小是否相同.对比项目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)热点2冲量[热点归纳]1.冲量与功的比较.对比项目冲量功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2.冲量的四种计算方法.(续表)

【典题2】(2023

年广东茂名一模)如图6-1-5所示为中国运动员在冬奥会短道速滑比赛中的精彩瞬间.若他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，在一段时间Δt内滑过一小角度θ，则他在这个过程中()A.所受的合外力为零B.所受的合外力不为零，做匀变速运动图6-1-5C.合外力做功为零，合力的冲量也为零D.合外力做功为零，合力的冲量不为零

解析：运动员沿圆弧弯道匀速率滑行，可看作匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，方向始终指向圆心，合外力不为零，也不是恒力，故AB错误.合外力与速度的方向始终保持垂直，合外力做功为零，但冲量是力与时间的乘积，合力的冲量不为零，故C错误，D正确.答案：D思路导引在一段时间内恒力的冲量不可能为0，冲量满足I＝Ft，与物体是否静止无关.

【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6-1-6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】(2023

年重庆涪陵开学考)冰壶比赛是冬奥会上备受关注的一个竞技项目，运动员需要先给冰壶一个初速度，使冰壶沿着冰面达到指定区域，若某次比赛过程冰面可视为光滑，质量为5kg的冰壶(可视为质点)静止于光滑水平面上.从t＝0时刻开始，冰壶受到运动员的水平外力F作用，外力F随时间变化的关系如图6-1-7所示.下列说法正确的是()图6-1-7A.冰壶第1s末的速度大小为0.6m/sB.力F前1s内的冲量大小为0.6N·sC.冰壶第2s末速度大小为2m/sD.前2s内运动员对冰壶做的功为0.9J解析：由动量定理

F1t1＝mv1

解得，冰壶第1s末的速度大小为v1＝3×1 5m/s＝0.6m/s，选项A正确.力F前1s内的冲量大小为I1＝F1t1＝3×1N·s＝3N·s，选项B错误.冰壶在前2s内由动量定理F1t1＋F2t2＝mv2，解得第2s末速度大小为v2＝0.8m/s，选项C1.6J，选项D错误.答案：A

思路导引F-t图像中，图线与坐标轴所围成的图形面积的含义取决于F的意义，若F是合外力，则面积是合外力的冲量，也是动量的变化量.若F是某一个力，则面积是这一个力的冲量.

【迁移拓展2】(2023年广东汕头三模)人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼睛的情况.如图6-1-8所示，若手机质量m＝200g，从离人眼约h＝20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经Δt＝0.01s手机停止运动，重力加)速度g取10m/s2，下列分析正确的是(

图6-1-8A.手机对眼睛的作用力大小约为30NB.手机对眼睛的作用力大小约为40NC.全过程手机重力的冲量大小约为0.42N·sD.全过程手机重力的冲量大小约为0.40N·s眼相互作用过程，以竖直向下为正方向，据动量定理可得(mg－F)Δt＝0－mv，解得手机受到的作用力大小为F＝42N，由牛顿第三定律可知，手机对眼睛的作用力大小约为42N，A、B错误.手机自由Δt)＝0.42N·s，C正确，D错误.答案：C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】(2023年广东汕头一模)如图6-1-9所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向飞奔而来的球扑去，使球停下.关于此过程守门)图6-1-9员戴手套的作用，下列分析中正确的是( A.减小球的平均作用力

B.增大手受到球的冲量

C.球受到的动量变大

D.使球的加速度变大

答案：A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6-1-10所示.图6-1-10

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.风级风速/(m·s－1)风级风速/(m·s－1)00～0.2713.9～17.110.3～1.5817.2～20.7

【典题5】(2022

年广东汕头二模)汕头市属于台风频发地区，图示为风级(0～12)风速对照表.假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌，且吹到广告牌后速度立刻减小为零，则“12级”风对广告牌的最大作用力约为“4级”风对广告牌最小作用力的()风级风速/(m·s－1)风级风速/