2019高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章碰撞與動(dòng)量守恒第1講動(dòng)量沖量動(dòng)量定理學(xué)案

1、第 1 講動(dòng)量沖量動(dòng)量定理基礎(chǔ)再現(xiàn)亠夯實(shí)収基【基礎(chǔ)梳理】、動(dòng)量 沖量1 .動(dòng)量(1) 定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積.(2) 公式：p=mv單位：千克米/秒，符號(hào):kg m/s.(4)意義：動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是矢量，其方向與速度的方向相同.2 .沖量(1)定義：力和力的作用時(shí)間的乘積.公式：I=Ft，適用于求恒力的沖量.(3) 方向：與力F的方向相同.二、動(dòng)量定理1.動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體所受合力的沖量等于物體的動(dòng)量變化量.表達(dá)式：F t= p=pp.(3)矢量性：動(dòng)量變化量的方向與合力的方向相同，可以在某一方向上應(yīng)用動(dòng)量定理.2 .動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量的變化量的比較名稱 項(xiàng)目動(dòng)量動(dòng)

2、能動(dòng)量變化量定義物體的質(zhì)量和速度的乘積物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量物體末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差定義式p=mv& = gmv2p=pp矢標(biāo)性矢量標(biāo)量矢量特點(diǎn)狀態(tài)量狀態(tài)量過(guò)程量關(guān)聯(lián)方程p1-2Ek丘=2mEk=2pv,p=p2mE,p=v【自我診斷】(1) 動(dòng)量越大的物體，其速度越大.()(2) 物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大.()(3) 物體所受合力不變，則動(dòng)量也不變.()(4) 物體沿水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力不做功，其沖量為零.()馬一2(5) 物體所受合外力的沖量方向與物體末動(dòng)量的方向相同.()(6) 物體所受合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同.()提示：X(2)X(3)X(4)X(5)X(

3、6)V做一做籃球運(yùn)動(dòng)員通常伸出雙手迎接傳來(lái)的籃球接球時(shí)，兩手隨球迅速收縮至胸前，這樣做可以()A.減小球?qū)κ值臎_量B.減小球?qū)κ值臎_擊力C.減小球的動(dòng)量變化量D.減小球的動(dòng)能變化量提示：B想一想(多選)一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度vo開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t下降的高度為h,速度變?yōu)関，則在這段時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化大小為()A.n(vvo)B.mgtC. m v2v2D.m2gh提示：BCD多維課堂 = 0mv以上兩式聯(lián)立解得1=0.2X5X10法二：用動(dòng)量定理解，研究全過(guò)程選物體作為研究對(duì)象，研究整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的始、終狀態(tài)的物體速度都等于零. 取水平力F的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理得(

4、F imgt1+( imgt2=0300.2X5X100.2X5X10答案：12 s4. (2016 高考北京卷)(1)動(dòng)量定理可以表示為 p=FAt，其中動(dòng)量p和力F都是矢量.在運(yùn)用動(dòng)量定 理處理二維問(wèn)題時(shí)，可以在相互垂直的x、y兩個(gè)方向上分別研究.例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是0，碰撞后彈出的角度也是0，碰撞前后的速度大小都是v,如圖 1 所示.碰撞過(guò)程中忽略小球所受重力.a .分別求出碰撞前后x、y方向小球的動(dòng)量變化Apx、Apy；b .分析說(shuō)明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较?300.2X5X10s = 12 s.s = 12 s.解得t2=14(2)激光束可以看做是粒子流，其

5、中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng).激光照射到物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時(shí)，也會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生作用.光鑷效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)例，激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)15胞等微小顆粒.一束激光經(jīng)S點(diǎn)后被分成若干細(xì)光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束和穿過(guò)介質(zhì)小 球的光路如圖2 所示.圖中0點(diǎn)是介質(zhì)小球的球心，入射時(shí)光束和與SO的夾角均為0，出射時(shí)光束均與SO平行請(qǐng)?jiān)谙旅鎯煞N情況下，分析說(shuō)明兩光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向.a .光束和強(qiáng)度相同；b .光束比強(qiáng)度大.解析：(1)a.x方向：動(dòng)量變化為px=mvsin0 mvsin0 =0y方向：動(dòng)量變化為py=mvcos0 (mvcos0)=2mvc

6、os0方向沿y軸正方向.b .根據(jù)動(dòng)量定理可知，木板對(duì)小球作用力的方向沿y軸正方向；根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)δ景遄饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向.(2)a.僅考慮光的折射，設(shè) t時(shí)間內(nèi)每束光穿過(guò)小球的粒子數(shù)為n,每個(gè)粒子動(dòng)量的大小為p.這些粒子進(jìn)入小球前的總動(dòng)量為pi= 2npcos0從小球出射時(shí)的總動(dòng)量為p2= 2nppi、p2的方向均沿SO向右根據(jù)動(dòng)量定理得FAt=p2pi= 2 叩(1 cos0)0可知，小球?qū)@些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根據(jù)牛頓第三定律，兩光束對(duì)小球的合力的方向沿SO向左.b .建立如圖所示的Oxy直角坐標(biāo)系.x方向：根據(jù)(2)a 同理可知，兩光束對(duì)小球的作用力沿x

7、軸負(fù)方向.y方向：設(shè)厶t時(shí)間內(nèi)，光束穿過(guò)小球的粒子數(shù)為ni,光束穿過(guò)小球的粒子數(shù)為n2,nin2.這些粒子進(jìn)入小球前的總動(dòng)量為piy= (ni壓)psin0從小球出射時(shí)的總動(dòng)量為p2y= 0根據(jù)動(dòng)量定理得FyAt=p2ypiy= (ni g)psin0可知，小球?qū)@些粒子的作用力Fy的方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)牛頓第三定律，兩光束對(duì)小球的作用力沿y16軸正方向.所以兩光束對(duì)小球的合力的方向指向左上方.17答案：見(jiàn)解析課后達(dá)標(biāo)亠能力提升學(xué)生用書(shū) P313（單獨(dú)成冊(cè)）（建議用時(shí)：60 分鐘）、單項(xiàng)選擇題1.一個(gè)質(zhì)量為 0.18 kg 的壘球， 以 25 m/s 的水平速度向左飛向球棒， 被球棒打擊后反

8、向水平飛回， 速度 大小變?yōu)?45 m/s.則這一過(guò)程中動(dòng)量的變化量為（）A. 大小為 3.6 kg m/s，方向向左B. 大小為 3.6 kg m/s，方向向右C. 大小為 12.6 kg m/s,方向向左D. 大小為 12.6 kg m/s,方向向右解析：選 D.選向左為正方向，則動(dòng)量的變化量p=mvmv= 12.6 kg m/s,大小為 12.6 kg m/s ,負(fù)號(hào)表示其方向向右，D 正確.2 .關(guān)于沖量，以下說(shuō)法正確的是（）A. 只要物體受到了力的作用，一段時(shí)間內(nèi)物體受到的總沖量就一定不為零B. 物體所受合外力的沖量小于物體動(dòng)量的變化量C. 物體受到的沖量越大，動(dòng)量越大D. 如果力是

9、恒力，則其沖量的方向與該力的方向相同解析：選 D.合外力的沖量等于動(dòng)量的變化，如果動(dòng)量的變化為零，則合外力的沖量為零，所以物體所受 外力的合沖量可能為零，故 A 錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理可知物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量，故 B 錯(cuò)誤;沖量越大，動(dòng)量的變化量越大，動(dòng)量不一定大，故C 錯(cuò)誤；如果力是恒力，則沖量的方向與該力的方向相同，故 D 正確.3 .從同樣高度落下的玻璃杯， 掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎， 下列說(shuō)法正確的是（）A. 掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量小，而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量大B. 掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變小，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變大C. 掉在水泥地上的玻璃

10、杯動(dòng)量改變大，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小D. 掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變量與掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變量相等解析：選 D.玻璃杯從同樣高度落下，到達(dá)地面時(shí)具有相同的速度，即具有相同的動(dòng)量，與地面相互作用后都靜止.所以兩種地面的情況中玻璃杯動(dòng)量的改變量相同，故A、B C 錯(cuò)誤，D 正確.4. （2015 高考重慶卷）高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h（可視為自由落體運(yùn)動(dòng)），此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)，若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為（）m2ghm,2ghA. +mgB.j

11、mg18解析：選 A.設(shè)高空作業(yè)人員自由下落h時(shí)的速度為v,貝 Uv2= 2gh，得v= ,2gh,設(shè)安全帶對(duì)人的平均作C.m：ght+mgD.m：ghtmg195.（2018 北京西城區(qū)模擬）1966 年，在地球的上空完成了用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時(shí)，用“雙子星號(hào)”宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組（后者的發(fā)動(dòng)機(jī)已熄火），接觸以后，開(kāi)動(dòng)“雙子星號(hào)”飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速推進(jìn)器的平均推力F= 895 N，推進(jìn)器開(kāi)動(dòng)時(shí)間t= 7 s 測(cè)出飛船和火箭組的速度變化 v= 0.91 m/s.已知“雙子星號(hào)”飛船的質(zhì)量m= 3 400 kg.由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可測(cè)出火箭組的質(zhì)量m為（）

12、A. 3 400 kgB. 3 485 kgC. 6 265 kgD. 6 885 kg解析：選 B.根據(jù)動(dòng)量定理得FAt= （m+m） v,代入數(shù)據(jù)解得m 3 485 kg , B 選項(xiàng)正確.6.紙條P如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以足夠大的速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點(diǎn).若以 2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點(diǎn)為（）A. 仍在P點(diǎn)B. 在P點(diǎn)左邊C. 在 P 點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處D. 在 P 點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處解析：選 B.紙條抽出的過(guò)程，鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力一定，以v的速度抽出紙條，鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng)，即加速時(shí)間較長(zhǎng)，由1=Fft=mAv得鐵塊獲得速度較大，平

13、拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大，以2v的速度抽出紙條的過(guò)程， 鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力作用時(shí)間較短，即加速時(shí)間較短，鐵塊獲得速度較小， 平拋運(yùn)動(dòng)的位移較小，故 B 選項(xiàng)正確.二、多項(xiàng)選擇題7.0，質(zhì)量為m的物體以速度v從斜面底端沖上斜面，達(dá)到最高點(diǎn)后又滑回原處，所用時(shí)間為t.對(duì)于這一過(guò)程，下列判斷正確的是（）A. 斜面對(duì)物體的彈力的沖量為零B.物體受到的重力的沖量大小為mgtC .物體受到的合力的沖量大小為零D.物體動(dòng)量的變化量大小為mn0t解析：選 BD.由沖量的求解公式可知，斜面對(duì)物體的彈力的沖量為mgcos0t，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；物體受到的重力的沖量大小為mgt,選項(xiàng) B 正確；物體回到斜面底端的速度仍為

14、v,方向與初速度方向相反，故根據(jù)動(dòng)用力為F,由動(dòng)量定理得(mg- F) t= 0 mv解得F=m 2ght卜mg如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定光滑斜面傾角為20量定理可知，物體受到的合力的沖量大小為2mv選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；因整個(gè)過(guò)程中物體所受的合力為min0，則21根據(jù)動(dòng)量定理可知，物體動(dòng)量的變化量大小為mn0t，選項(xiàng) D 正確.8 我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在世錦賽上實(shí)現(xiàn)了女子 3 000 m 接力三連冠.如圖所示，觀察發(fā)現(xiàn)， “接棒”的運(yùn) 動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面，并且開(kāi)始向前滑行， 待乙追上甲時(shí)，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出.在乙推甲的過(guò)程中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作

15、用，貝 U（ ）A. 甲對(duì)乙的沖量大小一定等于乙對(duì)甲的沖量大小B. 甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等，方向相反C. 甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量D. 甲對(duì)乙做多少負(fù)功，乙對(duì)甲就一定做多少正功解析：選 AB.乙推甲的過(guò)程中，他們之間的作用力大小相等，方向相反，作用時(shí)間相等，根據(jù)沖量的定義，甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量大小相等，但方向相反，選項(xiàng)A 正確；乙推甲的過(guò)程中，遵守動(dòng)量守恒定律，即p甲=p乙，他們的動(dòng)量變化大小相等，方向相反，選項(xiàng)B 正確；在乙推甲的過(guò)程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲對(duì)乙做的負(fù)功與乙對(duì)甲做的正功不一定相等，結(jié)合動(dòng)能定理知，選項(xiàng)C、D 錯(cuò)誤.9如圖所示，一物體分別沿三個(gè)

16、傾角不同的光滑斜面由靜止開(kāi)始從頂端下滑到底端C D E處，三個(gè)過(guò)程中重力的沖量依次為丨1、丨2、I3,動(dòng)量變化量的大小依次為 pi、p2、P3,則有（）A.三個(gè)過(guò)程中，合力的沖量相等，動(dòng)量的變化量相等B.三個(gè)過(guò)程中，合力做的功相等，動(dòng)能的變化量相等C. I1I2I3,pi= 卩2= p3D. I1I2I3, pi p2 p3解析：選 ABC.由機(jī)械能守恒定律可知物體下滑到底端C D E的速度大小v相等，動(dòng)量變化量 p=mv相等，即pi= p2= p3；根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量等于動(dòng)量的變化量，故合力的沖量也相等，注意不是h12相同（方向不同）；設(shè)斜面的高度為h,從頂端A下滑到底端C,由S-0=

17、器0t得物體下滑的時(shí)間t=D 錯(cuò)誤，物體下滑過(guò)程中只有重力做功，故合力做的功相等，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的變化量相等，故B 正確.2sin0越小,t越大，重力的沖量I=mgt就越0越小,2210.23如圖所示，傾斜的傳送帶保持靜止， 一木塊從頂端以一定的初速度勻加速下滑到底端.如果讓傳送帶沿圖中虛線箭頭所示的方向勻速運(yùn)動(dòng)， 同樣的木塊從頂端以同樣的初速度下滑到底端的過(guò)程中，與傳送帶保持靜止時(shí)相比（）A. 木塊在滑到底端的過(guò)程中，摩擦力的沖量變大B. 木塊在滑到底端的過(guò)程中，摩擦力的沖量不變C. 木塊在滑到底端的過(guò)程中，木塊克服摩擦力所做功變大D. 木塊在滑到底端的過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能數(shù)值將變大解

18、析：選 BD.滑動(dòng)摩擦力的大小為f=卩 N,與相對(duì)速度的大小無(wú)關(guān)，所以，當(dāng)皮帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊所受的摩 擦力未變，空間位移未變，則滑到底端的時(shí)間、速度以及摩擦力所做的功均不變，所以摩擦力的沖量I=ft不變，故 A、C 錯(cuò)誤，B 正確；但由于相對(duì)滑動(dòng)的距離變長(zhǎng)，所以木塊和皮帶由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能變大，故D正確.三、非選擇題11. （2018 安徽銅陵五中月考）高壓采煤水槍出口的截面積為S,水的射速為V,水平射到煤層上后，水速度為零，若水的密度為p，求煤層對(duì)水的平均沖力的大??？解析：取一小段時(shí)間的水為研究對(duì)象，它在此時(shí)間內(nèi)速度由v變?yōu)榱?，煤?duì)水產(chǎn)生了力的作用， 即水對(duì)煤 沖力的反作用力.設(shè)在 t時(shí)間內(nèi)，從水槍射出的水的質(zhì)量為 m則厶m= pSv -t,以Am為研究對(duì)象，它 在厶t時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化量為： p=Am（0 v） = -pSVAt.設(shè)F為煤層對(duì)水的平均沖力， 根據(jù)動(dòng)量定理有FAt=Ap=pSVAt，故F=pSv2.所以煤層對(duì)水的平均沖力大小為pSV.答案：pSv2一面墻，如圖所示.一物塊以w=9 m/s 的初速度從A點(diǎn)沿AB