物理學(xué)案（新教材粵教版）第七章第1講動量定理及應(yīng)用

考情分析動量動量定理2021·湖南卷·T22020·全國卷Ⅰ·T142019·全國卷Ⅱ·T252019·北京卷·T242018·全國卷Ⅰ·T142018·全國卷Ⅱ·T152018·全國卷Ⅲ·T25動量守恒定律2022·湖南卷·T42021·全國乙卷·T142021·山東卷·T112021·廣東卷·T132021·河北卷·T132020·全國卷Ⅱ·T212020·全國卷Ⅲ·T152020·江蘇卷·T12(3)2020·北京卷·T132019·江蘇卷·T12(1)動量和能量的綜合2022·全國乙卷·T252022·湖北卷·T162022·河北卷·T132022·山東卷·T182020·天津卷·T112020·山東卷·T182018·全國卷Ⅰ·T24實驗：驗證動量定理2021·江蘇卷·T112020·全國卷Ⅰ·T23實驗：驗證動量守恒定律2022·全國甲卷·T23試題情境生活實踐類安全行車(安全氣囊)、交通運(yùn)輸(機(jī)車碰撞、噴氣式飛機(jī))、體育運(yùn)動(滑冰接力、球類運(yùn)動)、火箭發(fā)射、爆炸、高空墜物學(xué)習(xí)探究類氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞、斜槽末端小球碰撞第1講動量定理及應(yīng)用目標(biāo)要求1.理解動量和沖量，理解動量定理及其表達(dá)式，能用動量定理解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象.2.能利用動量定理解決相關(guān)問題，會在流體力學(xué)中建立“柱狀”模型．考點(diǎn)一動量和沖量1．動量(1)定義：物體的________和________的乘積．(2)表達(dá)式：p＝________.(3)方向：與________的方向相同．2．動量的變化(1)動量是矢量，動量的變化量Δp也是____，其方向與____________________的方向相同．(2)動量的變化量Δp，一般用末動量p′減去初動量p進(jìn)行矢量運(yùn)算，也稱為動量的增量．即Δp＝________.3．沖量(1)定義：________與______________________的乘積叫作力的沖量．(2)公式：____________.(3)單位：________.(4)方向：沖量是________，其方向與________________相同．1．物體的動能不變，其動量一定不變．()2．物體的動量越大，其慣性也越大．()3．物體沿水平面運(yùn)動時，重力不做功，其沖量為零．()4．兩物體動量大的動能不一定大．()1．動量與動能的比較動量動能物理意義描述機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)的物理量定義式p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量變化因素合外力的沖量合外力所做的功大小關(guān)系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)變化量Δp＝FtΔEk＝Fs聯(lián)系(1)都是相對量，與參考系的選取有關(guān)，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2.沖量的計算方法公式法I＝FΔt，此方法僅適用于求恒力的沖量，無需考慮物體的運(yùn)動狀態(tài)圖像法F－t圖像與t軸圍成的面積表示沖量，此法既可以計算恒力的沖量，也可以計算變力的沖量平均值法若方向不變的變力大小隨時間均勻變化，即力為時間的一次函數(shù)，則力F在某段時間t內(nèi)的沖量I＝eq\f(F1＋F2,2)t動量定理法根據(jù)物體動量的變化量，由I＝Δp求沖量，多用于求變力的沖量考向1沖量動量與動能例1(2023·黑龍江八校高三模擬)如圖所示，表面光滑的楔形物塊ABC固定在水平地面上，∠ABC<∠ACB，質(zhì)量相同的物塊a和b分別從斜面頂端沿AB、AC由靜止自由滑下．在兩物塊到達(dá)斜面底端的過程中，下列說法正確的是()A．兩物塊所受重力沖量相同B．兩物塊的動量改變量相同C．兩物塊的動能改變量相同D．兩物塊到達(dá)斜面底端時重力的瞬時功率相同聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2恒力沖量的計算例2如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊沿傾角為θ的固定斜面向上滑動，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(yùn)動過程中受到的摩擦力大小始終為f，重力加速度為g.在整個運(yùn)動過程中，下列說法正確的是()A．重力對滑塊的總沖量為mg(t1＋t2)sinθB．支持力對滑塊的總沖量為mg(t1＋t2)cosθC．合外力的沖量為0D．摩擦力的總沖量為f(t1＋t2)聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3利用F－t圖像求沖量例3一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加水平外力F，力F隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動量為0B．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動量方向發(fā)生變化C．第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)D．在1～3s時間內(nèi)，力F的沖量為0聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二動量定理的理解和應(yīng)用1．內(nèi)容：物體在一個過程中所受力的沖量等于它在這個過程始末的________________．2．公式：______________或______________．1．物體所受合外力的沖量方向與物體動量變化量的方向是一致的．()2．動量定理描述的是某一狀態(tài)的物理規(guī)律．()3．運(yùn)動員接籃球時手向后緩沖一下，是為了減小動量的變化量．()1．對動量定理的理解(1)動量定理中的沖量是合力的沖量，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．(2)Ft＝p′－p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)Ft＝p′－p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Ft＝p′－p，得F＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(Δp,t)，即物體所受的合外力等于物體動量的變化率．(5)當(dāng)物體運(yùn)動包含多個不同過程時，可分段應(yīng)用動量定理求解，也可以全過程應(yīng)用動量定理．2．解題基本思路考向1用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象例4(2020·全國卷Ⅰ·14)行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體．若碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零，關(guān)于安全氣囊在此過程中的作用，下列說法正確的是()A．增加了司機(jī)單位面積的受力大小B．減少了碰撞前后司機(jī)動量的變化量C．將司機(jī)的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能D．延長了司機(jī)的受力時間并增大了司機(jī)的受力面積聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2動量定理的有關(guān)計算例5(2022·湖北卷·7)一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，在前一段時間內(nèi)速度大小由v增大到2v，在隨后的一段時間內(nèi)速度大小由2v增大到5v.前后兩段時間內(nèi)，合外力對質(zhì)點(diǎn)做功分別為W1和W2，合外力的沖量大小分別為I1和I2.下列關(guān)系式一定成立的是()A．W2＝3W1，I2≤3I1 B．W2＝3W1，I2≥I1C．W2＝7W1，I2≤3I1 D．W2＝7W1，I2≥I1聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2023·廣東廣州市階段測試)有的人會躺著看手機(jī)，若手機(jī)不慎跌落，會對人眼造成傷害．若手機(jī)質(zhì)量為150g，從離人眼25cm處無初速度不慎跌落，碰到眼睛后手機(jī)反彈8mm，眼睛受到手機(jī)的沖擊時間為s，取重力加速度g＝10m/s2.對手機(jī)撞擊人眼的過程中，下列分析錯誤的是()A．手機(jī)對人眼的沖擊力大小約為4NB．手機(jī)受到的沖量大小約為N·sC．手機(jī)動量變化量大小約為kg·m/sD．手機(jī)動量的變化率大小約為4kg·m/s2聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3動量定理在多過程中的應(yīng)用例7(2023·云南省玉溪第一中學(xué)月考)將質(zhì)量為m＝1kg的物塊置于水平地面上，已知物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝，現(xiàn)在物塊上施加一個平行于水平地面的恒力F＝10N，物體由靜止開始運(yùn)動，作用4s后撤去F.已知g＝10m/s2，對于物塊從靜止開始到物塊停下這一過程下列說法正確的是()A．整個過程物塊運(yùn)動的時間為6sB．整個過程物塊運(yùn)動的時間為8sC．整個過程中物塊的位移大小為40mD．整個過程中物塊的位移大小為60m聽課記錄：____________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三應(yīng)用動量定理處理“流體模型”的沖擊力問題研究對象流體類：液體流、氣體流等，通常已知密度ρ微粒類：電子流、光子流、塵埃等，通常給出單位體積內(nèi)粒子數(shù)n分析步驟①構(gòu)建“柱狀”模型：沿流速v的方向選取一段小柱體，其橫截面積為S②微元研究小柱體的體積ΔV＝vSΔt小柱體質(zhì)量m＝ρΔV＝ρvSΔt小柱體粒子數(shù)N＝nvSΔt小柱體動量p＝mv＝ρv2SΔt③列出方程，應(yīng)用動量定理FΔt＝Δp研究考向1應(yīng)用動量定理處理流體類問題例8(2023·山東濰坊市高三檢測)玩具水槍是兒童們夏天喜愛的玩具之一，但水槍傷眼的事件也時有發(fā)生，因此，限制兒童水槍的威力就成了生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問題．現(xiàn)有一水槍樣品，如圖所示，槍口直徑為d，水的密度為ρ，水平出射速度為v，垂直擊中豎直目標(biāo)后以大小為v的速度反向濺回，則水柱水平擊中目標(biāo)的平均沖擊力大小為()A．d2ρv2 B．d2ρv2C．d2ρv D．d2ρv聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向2應(yīng)用動量定理處理微粒類問題例9宇宙飛船在飛行過程中有很多技術(shù)問題需要解決，其中之一就是當(dāng)飛船進(jìn)入宇宙微粒塵區(qū)時，如何保持速度不變的問題．假設(shè)一宇宙飛船以v＝×103m/s的速度進(jìn)入密度ρ＝×10－6kg/m3的微粒塵區(qū)，飛船垂直于運(yùn)動方向上的最大橫截面積S＝5m2，且認(rèn)為微粒與飛船相碰后都附著在飛船上，則飛船要保持速度v不變，所需推力多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________