模型30 沖量與功、動量與動能、動量守恒定律與機械能守恒定律的區(qū)別與聯(lián)系（原卷版）-2025版高考物理熱點模型精-品講義

模型30沖量與功、動量與動能、動量守恒定律與機械能守恒定律的區(qū)別與聯(lián)系01模型概述01模型概述1.沖量與功的比較沖量功定義作用在物體上的力和力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N·sJ公式(F為恒力)(F為恒力)矢標性矢量標量意義(1)表示力對時間的累積(2)是動量變化的量度(1)表示力對空間的累積(2)是能量變化的量度聯(lián)系都是過程量,都與力的作用過程相聯(lián)系2.動量與動能的比較動量動能物理意義描述機械運動狀態(tài)的物理量定義式p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2標矢性矢量標量變化因素合外力的沖量合外力所做的功大小關系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)變化量Δp＝FtΔEk＝Fl聯(lián)系(1)都是相對量，與參考系的選取有關，通常選取地面為參考系(2)若物體的動能發(fā)生變化，則動量一定也發(fā)生變化；但動量發(fā)生變化時動能不一定發(fā)生變化3.動量定理與動能定理1）動量定理：①內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化.②表達式:2）動能定理①內(nèi)容：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化．②表達式：.③物理意義：合力做的功是物體動能變化的量度．3）說明：①應用這兩個定理時，都涉及到初、末狀狀態(tài)的選定，一般應通過運動過程的分析來定初、末狀態(tài)．初、末狀態(tài)的動量和動能都涉及到速度，一定要注意我們現(xiàn)階段是在地面參考系中來應用這兩個定理，所以速度都必須是對地面的速度．②動量是有方向的，是矢量，而動能沒方向，是標量。③兩個定理都不用考慮中間過程，只考慮始末狀態(tài)。動量定理只考慮始末狀態(tài)的動量，動能定理只考慮始末狀態(tài)的動能。過程中的速度加速度變化不予考慮。④兩個定理都主要解決“不守恒”問題，動量定理主要解決動量不守恒問題，動能定理主要解決機械能不守恒問題。⑤動量定理反映了沖量是動量變化的原因，而動能定理反映了外力做功是物體動能變化的原因。4.動量守恒定律與機械能守恒定律1）動量守恒定律①內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。②適用條件Ⅰ、理想守恒：不受外力或所受外力的合力為零。Ⅱ、近似守恒：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠大于它所受到的外力，如碰撞、爆炸等過程。Ⅲ、某一方向守恒：如果系統(tǒng)動量不守恒，但在某一方向上不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒。③動量守恒定律的表達式(1)或。即系統(tǒng)相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量。(2)，相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向。2）機械能守恒定律①內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。②表達式：或。③守恒條件：只有重力或彈力做功。02典題攻破02典題攻破1.沖量與功【典型題1】（2024·遼寧大連·二模）（多選）體育課上，某同學做俯臥撐訓練，在向上撐起過程中，下列說法正確的是（）A．地面對手的支持力做了正功 B．地面對手的支持力沖量為零C．他克服重力做了功 D．他的機械能增加了2.動量與動能【典型題2】甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向滑去。若甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，則（）A．甲推乙的過程中，甲對乙的作用力大于乙對甲的作用力B．甲推乙的過程中，甲對乙的沖量小于乙對甲的沖量C．分開后，甲的動量大于乙的動量D．分開后，甲的動能小于乙的動能3.動量定理與動能定理【典型題3】（2024·山東淄博·模擬預測）中科院研制的電磁彈射實驗裝置能構建微重力實驗環(huán)境，把“太空”搬到地面。實驗裝置像一個“大電梯”，原理如圖所示，在電磁彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)推動實驗艙豎直向上加速運動至A位置，撤除電磁作用。此后，實驗艙做豎直上拋運動，到達最高點后返回A位置，再經(jīng)歷一段減速運動后靜止。已知在上述過程中的某個階段，忽略阻力，實驗艙處于完全失重狀態(tài)，這一階段持續(xù)的時間為4s，實驗艙的質(zhì)量為500kg。取重力加速度，下列說法正確的是（）A．實驗艙向下運動的過程始終處于失重狀態(tài)B．實驗艙運動過程中距離A位置的最大距離為40mC．向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對實驗艙做功等于1×105JD．向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對實驗艙的沖量大于4.動量守恒定律與機械能守恒定律【典型題4】（2024·江蘇鎮(zhèn)江·模擬預測）如圖，A、B兩物體的質(zhì)量之比為，它們原來靜止在平板車C上，A、B兩物體間有一根被壓縮了的水平輕質(zhì)彈簧，A、B兩物體與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，水平地面光滑。當彈簧突然釋放后，A、B兩物體被彈開（A、B兩物體始終不滑出平板車），則有（）A．A、B系統(tǒng)動量守恒B．A、B、C及彈簧整個系統(tǒng)機械能守恒C．A、B在小車C上滑動過程中小車一直處于靜止D．A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒03針對訓練03針對訓練1．（2025·廣東·一模）一定質(zhì)量的物體，下列說法正確的是（）A．動量變化時，動能可能不變 B．動量變化時，速率一定變化C．速度變化時，動能一定變化 D．動能變化時，動量可能不變2．（2024·北京·模擬預測）“神舟十六號”載人飛船安全著陸需經(jīng)過分離、制動、再入和減速四個階段。如圖所示，在減速階段，巨型降落傘為返回艙提供阻力，假設返回艙做直線運動，則在減速階段（）A．傘繩對返回艙的拉力等于返回艙的重力B．傘繩對返回艙拉力的沖量與返回艙重力沖量的矢量和為零C．合外力對返回艙做的功等于返回艙機械能的變化D．除重力外其他力對返回艙做的總功等于返回艙機械能的變化3．（2024·廣西貴港·模擬預測）為了響應政府號召，做到“守護好一江碧水”，記者騎行馬拉松跑道見證最美長江岸線，并用手機上“測加速度”的應用程序記錄下了電動車從靜止開始沿直線運動過程中的運動信息，其加速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示，由圖像可知在這段時間內(nèi)電動車（）A．2s末的位移最大B．0~2s平均速度大小大于2s~4s平均速度大小C．0~2s合外力做功大小等于2s~4s合外力做功大小D．0~2s合外力沖量大小小于2s~4s合外力沖量大小4．（2024·貴州畢節(jié)·模擬預測）某同學做投籃練習，兩次分別從相同高度的A、B兩位置拋出同一籃球，恰好都垂直撞擊在籃板同一位置C，如圖所示，忽略空氣阻力，以下說法正確的是（）A．籃球兩次拋出時的動量相等 B．兩次籃球重力做功的平均功率相等C．籃球兩次到位置C時機械能相等 D．兩次重力的沖量不相等5．（2024·山東·模擬預測）如圖，車拖著因故障而失去動力的車在平直的公路上勻速行駛，時刻、之間的拖車繩斷裂。已知車行駛過程中功率始終恒定，、運動過程中所受的阻力恒定，忽略拖車繩的質(zhì)量。從時刻至車停止之前，下列說法正確的是（

）A．兩車動量之和恒定不變B．兩車動能之和不斷增大C．相同時間間隔內(nèi)車動能的增量相同D．車的動量隨時間均勻減小6．（2024·云南·模擬預測）如圖所示，將三個完全相同的小球a、b、c從同一高度以相同速率同時拋出。其中a球豎直上拋、b球豎直下拋、c球平拋，均落到同一水平地面上。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．三個小球剛要落地時，速度相同B．三個小球剛要落地時，b球的動能最大C．三個小球從拋出到落地過程中，重力做功相等D．從拋出到b球落地的過程中，c球的動量變化量最大7．（2024·天津薊州·三模）一物體在水平面上做直線運動，其速度—時間圖像如圖所示，根據(jù)該圖像可知（）A．物體在1s末改變運動方向B．第2s和第3s加速度大小相等、方向相反C．前2s內(nèi)合力沖量為0D．第3s合力對物體做負功8．（2023·浙江寧波·模擬預測）2022年2月5日在北京冬奧會短道速滑混合團體接力決賽中，中國隊成功奪冠。運動員在光滑冰面上交接時，后方運動員用力推前方運動員。不考慮空氣阻力的影響，則交接過程中（）A．兩運動員的總動量不守恒B．兩運動員的總機械能守恒C．每個運動員所受推力的沖量大小相同D．每個運動員的動量變化相同9．豎直放置的輕質(zhì)彈簧，下端固定在水平地面上，一小球從彈簧正上方某一高度處自由下落，從小球開始接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，下列說法正確的是（）A．小球和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒B．小球的動量一直減小C．彈簧對小球沖量的大小大于重力對小球沖量的大小D．小球的機械能守恒10．（2024·山西朔州·模擬預測）如圖是老師在課堂上做的一個演示實驗，將中間開孔的兩塊圓餅狀磁鐵用一根木棒穿過，手拿住木棒（保持水平），此時兩磁鐵保持靜止。當手突然釋放，讓木棒和磁鐵一起自由下落時（不計空氣阻力），發(fā)現(xiàn)兩塊磁鐵向中間靠攏并吸在一起了，下列說法正確的是（）A．放手下落過程中，磁鐵受滑動摩擦力作用B．放手下落過程中，磁鐵的運動軌跡是一條直線C．放手下落過程中，兩個磁鐵水平方向動量不守恒D．放手下落過程中，磁鐵和棒組成系統(tǒng)機械能不守恒11．（2024·北京海淀·模擬預測）如圖所示，用長為l的輕繩懸掛一質(zhì)