（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 動量 近代物理 第1講 動量 動量定理課件

1、第十一章動量近代物理 第1講動量動量定理 大一輪復(fù)習(xí)講義 NEIRONGSUOYIN 內(nèi)容索引 過好雙基關(guān) 研透命題點 隨堂測試 回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目 細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點 隨堂檢測 檢測課堂學(xué)習(xí)效果 課時作業(yè) 限時訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度 過好雙基關(guān) 一、動量 1.定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積. 2.表達式：p，單位：kgm/s. 3.動量的性質(zhì) (1)矢量性：方向與 速度方向相同. (2)瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是針對某一時刻而言的. (3)相對性：大小與參考系的選取有關(guān)，通常情況是指相對地面的動量. mv 瞬時 4.動量與動能、動量的變化量的關(guān)系 (1)動量的

2、變化量：p . (2)動能和動量的關(guān)系：Ek . pp 自測1 質(zhì)量為0.5 kg的物體，運動速度為3 m/s，它在一個變力作用下速度 變?yōu)? m/s，方向和原來方向相反，則這段時間內(nèi)動量的變化量為 A.5 kgm/s，方向與原運動方向相反 B.5 kgm/s，方向與原運動方向相同 C.2 kgm/s，方向與原運動方向相反 D.2 kgm/s，方向與原運動方向相同 二、沖量和動量定理 1.沖量 (1)定義： 與 的乘積叫做力的沖量. (2)公式： . (3)單位： . (4)方向：沖量是 ，其方向 . 2.動量定理 (1)內(nèi)容：物體在一個運動過程始末的等于它在這個過程中所受 _的沖量. (2)

3、公式： 或 . 力力的作用時間 IFt Ns 矢量與力的方向相同 動量變化量 力 mvmvF(tt) ppI 3.動量定理的理解 (1)動量定理反映了力的沖量與 之間的因果關(guān)系，即外力的沖量 是原因，物體的 是結(jié)果. (2)動量定理中的沖量是 的沖量，而不是某一個力的沖量，它可以是合力 的沖量，可以是各力沖量的矢量和，也可以是外力在不同階段沖量的矢量和. (3)動量定理表達式是 式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義. 動量變化量 動量變化量 合力 矢量 自測2(多選)質(zhì)量為m的物體以初速度v0開始做平拋運動，經(jīng)過時間t，下降的 高度為h，速度變?yōu)関，在這段時間內(nèi)物體動量變化量的大小為

4、A.m(vv0) B.mgt 研透命題點 1.對動量和動能的理解 命題點一對動量和沖量的理解 動量動能 物理意義描述機械運動狀態(tài)的物理量 定義式pmvEk mv2 標(biāo)矢性矢量標(biāo)量 變化因素物體所受沖量外力所做的功 大小關(guān)系 對于給定的物體，若動能發(fā)生了變化，動量一定也發(fā)生了變化；而動量發(fā) 生變化，動能不一定發(fā)生變化.它們都是相對量，均與參考系的選取有關(guān)， 高中階段通常選取地面為參考系 2.對沖量和功的理解 沖量功 定義 作用在物體上的力和力的作用 時間的乘積 作用在物體上的力和物體在力 的方向上的位移的乘積 單位NsJ 公式IFt(F為恒力)WFlcos (F為恒力) 標(biāo)矢性矢量標(biāo)量 意義 表

5、示力對時間的累積 是動量變化的量度 表示力對空間的累積 是能量變化多少的量度 都是過程量，都與力的作用過程相互聯(lián)系 例1如圖1所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為的斜面從斜面底端向上滑動， 經(jīng)過時間t1，速度為零并又開始下滑，經(jīng)過時間t2回到斜面底端，滑塊在運動過 程中受到的摩擦力大小始終為Ff.在整個運動過程中，重力對滑塊的總沖量為 A.mg(t1t2)sin B.mg(t1t2)sin C.mg(t1t2) D.0 圖1 變式1如圖2所示，在某屆亞洲杯足球賽上，一足球運動員踢一個質(zhì)量為0.4 kg 的足球. 圖2 (1)若開始時足球的速度大小是4 m/s，方向向右， 踢球后，球的速度大小是10

6、m/s，方向仍向右(如 圖甲)，求足球的初動量、末動量以及踢球過程中 動量的改變量； 答案見解析 解析取向右為正方向，初、末動量分別為pmv 0.44 kgm/s1.6 kgm/s，方向向右， pmv0.410 kgm/s4 kgm/s，方向向右， 動量的改變量為ppp2.4 kgm/s，方向向右. (2)若足球以10 m/s的速度向右撞向球門門柱，然后以3 m/s的速度反向彈回(如圖 乙)，求這一過程中足球的動量改變量. 答案見解析 解析取向右為正方向，初、末動量分別為p1 mv10.410 kgm/s4 kgm/s，方向向右， p2mv20.4(3) kgm/s1.2 kgm/s，負(fù)號 表

7、示方向向左， 動量的改變量為pp2p15.2 kgm/s，負(fù) 號表示方向向左. 變式2下列關(guān)于動量的說法正確的是 A.質(zhì)量大的物體動量一定大 B.速度大的物體動量一定大 C.兩物體動能相等，動量不一定相同 D.兩物體動能相等，動量一定相同 命題點二動量定理的理解與應(yīng)用 1.動量定理的理解 (1)中學(xué)物理中，動量定理研究的對象通常是單個物體. (2)Ftpp是矢量式，兩邊不僅大小相等，而且方向相同.式中Ft是物體所 受的合外力的沖量. (3)Ftpp除表明兩邊大小、方向的關(guān)系外，還說明了兩邊的因果關(guān)系，即 合外力的沖量是動量變化的原因. (4)由Ftpp，得F ，即物體所受的合外力等于物體的動量

8、對 時間的變化率. 2.解題的基本思路 (1)確定研究對象.在中學(xué)階段用動量定理討論的問題，其研究對象一般僅限于 單個物體. (2)對物體進行受力分析.可先求每個力的沖量，再求各力沖量的矢量和合 力的沖量；或先求合力，再求其沖量. (3)抓住過程的初、末狀態(tài)，選好正方向，確定各動量和沖量的正負(fù)號. (4)根據(jù)動量定理列方程，如有必要還需要補充其他方程，最后代入數(shù)據(jù)求解. 例2(2018江蘇單科12 C(3)如圖3所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為 m，運動速度的大小為v，方向向下.經(jīng)過時間t，小球的速度大小為v，方向變?yōu)?向上.忽略空氣阻力，重力加速度為g，求該運動過程中，小球所受彈簧彈力沖

9、 量的大小. 圖3 答案2mvmgt 變式3(2018南京市、鹽城市一模)質(zhì)量為0.2 kg的小球以6 m/s的速度豎直向 下落至水平地面，經(jīng)0.2 s后，再以4 m/s的速度反向彈回.取豎直向上為正方向， g10 m/s2.求： (1)小球與地面碰撞前后的動量變化； 答案2 kgm/s，方向豎直向上 解析小球與地面碰撞過程中動量的變化量為pmv2mv1 2 kgm/s，方向豎直向上. (2)小球受到地面的平均作用力大小. 答案12 N 解析由動量定理得(Fmg)tp，代入數(shù)據(jù)得：F12 N. 命題點三動量定理與微元法的綜合應(yīng)用 1.流體類問題 流體及 其特點 通常液體流、氣體流等被廣義地視為

10、“流體”，質(zhì)量具有連續(xù) 性，通常給出流體密度 分析 步驟 (1)建立“柱體”模型，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其 橫截面積為S (2)微元研究，作用時間t內(nèi)的一段柱形流體的長度為l，對應(yīng) 的質(zhì)量為mSvt (3)建立方程，應(yīng)用動量定理研究這段柱形流體 2.微粒類問題 微粒及 其特點 通常電子流、光子流、塵埃等被廣義地視為“微?！?，質(zhì)量具 有獨立性，通常給出單位體積內(nèi)粒子數(shù)n 分析 步驟 (1)建立“柱體”模型，沿運動的方向選取一段柱體，柱體的 橫截面積為S (2)微元研究，作用時間t內(nèi)一段柱體的長度為l，對應(yīng)的體積 為VSv0t，則微元內(nèi)的粒子數(shù)Nnv0St (3)先應(yīng)用動量定理研究單個粒

11、子，建立方程，再乘以N計算 例3如圖4所示，由噴泉中噴出的水柱，把一個質(zhì)量為M的垃圾桶倒頂在空中， 水以速率v0、恒定的質(zhì)量增率(即單位時間噴出的質(zhì)量) 從地下射向空中.求 垃圾桶可停留的最大高度.(設(shè)水柱噴到桶底后以相同的速率反彈，重力加速度為g) 圖4 解析設(shè)垃圾桶可停留的最大高度為h，水柱到達h高處的速度大小為vt，則 vt2v022gh 得vt2v022gh 以向下為正方向，由動量定理得，在極短時間t內(nèi)，水受到的沖量為 據(jù)題意有FMg 變式4(2018興化一中四模)離子發(fā)動機是利用電場加速離子形成高速離子流 而產(chǎn)生推力的航天發(fā)動機.工作時將推進劑離子化，使之帶電，然后在靜電場 作用下得

12、到加速后噴出，從而產(chǎn)生推力.這種發(fā)動機適用于航天器的姿態(tài)控制、 位置保持等.設(shè)航天器質(zhì)量為M，單個離子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，加速電場 的電壓為U，高速離子形成的等效電流強度為I.試求該發(fā)動機產(chǎn)生的推力. 解析選擇t時間內(nèi)噴出的質(zhì)量為m的離子流為研究對象，根據(jù)動量定理得： Ftmv， 隨堂測試 1.下列說法錯誤的是 A.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度 B.跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或海綿墊上可以減小地面對運動員的作 用力 C.用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減小反沖的影響 D.為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度，發(fā)動機艙越堅固越好 12345 解析火箭向后噴出氣流，對氣流有向后的力的

13、作用，由于力的作用是相 互的，氣流對火箭有向前的力的作用，從而使火箭獲得巨大速度，故選項A 正確； 跳高運動員在落地的過程中，動量變化量一定.由動量定理可知，運動員受 到的沖量I一定；跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或海綿墊上可以延長著地 過程的作用時間t，由IFt可知，延長時間t可以減小運動員所受到的平均沖 力F，故選項B正確； 用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減小反沖的影響，故選項C正確； 為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度，發(fā)動機艙應(yīng)有彈性，從而延長人 與發(fā)動機艙的接觸時間而減小傷害，故選項D錯誤. 12345 2.質(zhì)量相同的子彈、橡皮泥和鋼球以相同的水平速度射向豎直墻壁，結(jié)果子彈 穿墻而過

14、，橡皮泥粘在墻上，鋼球被以原速率反向彈回.不計空氣阻力，關(guān)于 它們對墻的水平?jīng)_量的大小，下列說法正確的是 A.子彈對墻的沖量最小 B.橡皮泥對墻的沖量最小 C.鋼球?qū)Φ臎_量最小 D.子彈、橡皮泥和鋼球?qū)Φ臎_量大小相等 12345 解析由于子彈、橡皮泥和鋼球的質(zhì)量相等、初速度相等，則它們動量的變 化量：pmvmv0，子彈穿墻而過，末速度的方向為正；橡皮泥粘在墻上， 末速度等于0；鋼球被以原速率反向彈回，末速度等于v0，可知子彈的動量 的變化量最小，鋼球的動量的變化量最大.由動量定理：Ip可知，子彈受到 的沖量最小，鋼球受到的沖量最大，結(jié)合牛頓第三定律可知，子彈對墻的沖 量最小，鋼球?qū)Φ臎_量

15、最大，故A正確，B、C、D錯誤. 12345 3.質(zhì)量為60 kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好有彈性安全帶，使最終靜止 懸掛在空中.已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2 s，安全帶長5 m，不計空氣阻力 的影響，g取10 m/s2，則安全帶所受的平均沖力的大小為 A.500 N B.1 100 N C.600 N D.100 N 解析選取人為研究對象，設(shè)人自由下落過程中的末速度為v，緩沖過程中受 到彈性安全帶的平均沖力大小為F，人自由下落過程中由v22gh得，v10 m/s， 以向上為正方向，緩沖過程由動量定理得mv(Fmg)t，得F mg1 100 N. 由牛頓第三定律可知，安全帶所受的平均

16、沖力大小為1 100 N. 12345 4.質(zhì)量為2 kg的小物塊靜止于光滑水平面上，從某一時刻開始，小物塊所受的 水平?jīng)_量與時間的關(guān)系如圖5所示，則在6 s內(nèi)物塊的位移為 圖5 A.0 B.3 m C.6 m D.12 m 12345 12345 5.用豆粒模擬氣體分子，可以模擬氣體壓強產(chǎn)生的原理.如圖6所示，從距秤盤 80 cm高度把1 000粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上，持續(xù)作用時間為1 s，豆粒 彈起時豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?若每個豆粒只與秤盤碰撞一次，且碰 撞時間極短(在豆粒與秤盤碰撞極短時間內(nèi)，碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒 受到的重力)，已知1 000粒的豆粒的總質(zhì)量為100 g.則在碰

17、撞過 程中秤盤受到的壓力大小約為 A.0.2 N B.0.6 N C.1.0 N D.1.6 N 圖6 12345 設(shè)向上為正方向，根據(jù)動量定理：Ftmv2mv1得， 12345 課時作業(yè) 1.李老師在課堂上做了如下的小實驗：他把一支粉筆豎直放在水平桌面上靠近 邊緣的紙條上，如圖1所示.第一次他慢慢拉動紙條將紙條抽出，粉筆向后傾倒. 第二次他快速將紙條抽出，粉筆輕微晃動一下又靜立在桌面上.兩次現(xiàn)象相比， 下列說法正確的是 A.第一次粉筆的慣性更小 B.第一次粉筆受到紙條的摩擦力更大 C.第一次粉筆受到紙條的沖量更小 D.第一次粉筆獲得的動量更大 雙基鞏固練 1234567891011 圖1 解

18、析兩次拉動過程中粉筆的質(zhì)量不變，故其慣性不變，故A錯誤； 由于正壓力不變，故紙條對粉筆的摩擦力不變，故B錯誤； 由于第一次慢慢拉動紙條將紙條抽出作用時間更長，故摩擦力對粉筆沖量 更大，故C錯誤； 由動量定理可知，第一次粉筆所受合外力的沖量更大，則第一次粉筆獲得 的動量更大，故D正確. 1234567891011 2.1998年6月18日，清華大學(xué)對富康轎車成功地進行了中國轎車史上的第一次安 全性碰撞實驗，從此，我國汽車整體安全性碰撞實驗開始與國際接軌，在碰撞 過程中，關(guān)于安全氣囊的保護作用認(rèn)識正確的是 A.安全氣囊減小了駕駛員的動量變化量 B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量 C.安全氣囊

19、主要是減小了駕駛員的動量變化率 D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時間，從而使得動量變化更大 1234567891011 解析在碰撞過程中，駕駛員的動量的變化量是一定的，而用安全氣囊后增加 了作用的時間，根據(jù)動量定理Ftp可知，安全氣囊可以減小駕駛員受到的沖 擊力，即減小了駕駛員的動量變化率，故選C. 3.在距地面高度為h處，同時以大小相等的初速度v0，分別平拋、豎直上拋、豎 直下拋一個質(zhì)量相等的小球，不計空氣阻力，比較它們從拋出到落地過程中動 量的增量p，正確的是 A.平拋過程最大 B.豎直下拋過程最大 C.豎直上拋過程最大 D.三者一樣大 1234567891011 解析三個小球中豎直上拋的小

20、球運動時間最長，故豎直上拋的小球的重力的 沖量I最大，由動量定理Ip可得，豎直上拋的小球動量的增量p最大，故C 正確. 4.跳水運動員在跳臺上由靜止直立落下，落入水中后在水中減速運動到速度 為零時并未到達池底，不計空氣阻力，則關(guān)于運動員從靜止落下到在水中向 下運動到速度為零的過程中，下列說法不正確的是 A.運動員在空中動量的改變量等于重力的沖量 B.運動員整個向下運動過程中合外力的沖量為零 C.運動員在水中動量的改變量等于水的作用力的沖量 D.運動員整個運動過程中重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向 1234567891011 解析根據(jù)動量定理可知，運動員在空中動量的改變量等于重力的沖量，A

21、項正確； 運動員整個向下運動過程中，初速度為零，末速度為零，由動量定理知合外 力的沖量為零，B項正確； 運動員在水中動量的改變量等于重力和水的作用力的合力的沖量，C項錯誤； 由于整個運動過程合外力的沖量為零，因此運動員整個運動過程中重力的沖 量與水的作用力的沖量等大反向，D項正確. 1234567891011 5.在水平地面上，兩個具有相同初動量而質(zhì)量不同的物體在大小相等的阻力 作用下最后停下來.則質(zhì)量大的物體 A.滑行的距離小 B.滑行的時間長 C.滑行過程中的加速度大 D.滑行過程中的動量變化快 1234567891011 1234567891011 根據(jù)動量定理可知，F(xiàn)ft0p，因初動量

22、相同，阻力也相同，故滑行時間相 同，故B錯誤； 因阻力相同，由牛頓第二定律可知，質(zhì)量大的物體加速度小，故C錯誤； 因兩物體最后均停止，所以滑行過程中動量變化相同，因滑行時間相同，故動 量變化快慢相同，故D錯誤. 6.(2019銅山中學(xué)月考)如圖2所示，物體受與水平方向成30角的拉力F作用， 在水平面上向左做勻速直線運動，則 A.物體共受到四個力的作用 B.物體受到的支持力可能為零 C.物體動量的變化量等于力F的沖量 D.物體動能的變化量等于力F做的功 1234567891011 圖2 解析物體共受到重力、水平面的支持力、拉力F以及水平面的摩擦力四個力 的作用，選項A正確； 若物體受到的支持力為

23、零，則摩擦力為零，此時物體只受重力和拉力F作用， 則這種情況下物體不可能做勻速直線運動，選項B錯誤； 根據(jù)動量定理，物體動量的變化量等于合外力的沖量，選項C錯誤； 根據(jù)動能定理，物體動能的變化量等于合外力做的功，選項D錯誤. 1234567891011 7.(多選)一質(zhì)量為m60 kg的運動員從下蹲狀態(tài)豎直向上跳起，經(jīng)t0.2 s，以 大小v1 m/s的速度離開地面，取重力加速度g10 m/s2，在這0.2 s內(nèi) A.地面對運動員的沖量大小為180 Ns B.地面對運動員的沖量大小為60 Ns C.地面對運動員做的功為30 J D.地面對運動員做的功為零 1234567891011 綜合提升練

24、 解析人的速度原來為零，起跳時速度為v，以向上為正方向，由動量定理 可得：Imgtmv0，故地面對人的沖量為：Imvmgt(601 6000.2) Ns180 Ns，故A正確，B錯誤； 人在跳起時，地面對人的支持力豎直向上，在下蹲到跳起過程中，在支持力 方向上沒有位移，地面對運動員不做功，故C錯誤，D正確. 1234567891011 8.如圖3所示，飛機在空中撞到一只鳥常見，撞到一只兔子就比較罕見了，而這 種情況真的被澳大利亞一架飛機遇到了.2017年10月20日，一架從墨爾本飛往布 里斯班的飛機，飛到1 500 m高時就撞到了一只兔子，當(dāng)時這只兔子正被一只鷹 抓著，兩者撞到飛機當(dāng)場殞命.設(shè)當(dāng)時飛機正以720 km/h的速度飛行，正面撞到 質(zhì)量為2 kg的兔子，作用時間為0.1 s.則飛機受到兔子的平均撞擊力約為 A.1.44103 N B.4.0103 N C.8.0103 N D.1.44104 N 1234567891011 圖3 9.(2018蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))一質(zhì)量為m的蹦極運動員身系彈性蹦極繩，由水面上方 的高臺自由下落，從開始