高考物理一輪復習必修第二冊第六章動量動量守恒定律第1講動量定理課件

第六章

|動量動量守恒定律第1講動量定理一、動量、動量的變化量和沖量1．動量(1)定義：物體的______與______的乘積。(2)表達式：p＝______。(3)方向：動量的方向與_______的方向相同。2．動量的變化量(1)因為動量是矢量，動量的變化量Δp也是_____，其方向與速度的改變量Δv的方向______。質(zhì)量速度mv速度矢量相同(2)動量的變化量Δp的大小，一般用末動量p′減去初動量p進行計算，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)表達式：I＝_____，單位為N·s，沖量為矢量，方向與_________相同。二、動量定理1．內(nèi)容：物體在一個過程中所受______的沖量等于它在這個過程始末的___________。2．公式：______________________或____________。p′－p力力的作用時間FΔt力的方向合外力動量變化量F(t′－t)＝mv′－mvI＝p′－p情境創(chuàng)設(shè)

一個質(zhì)量為m的物體，在粗糙的水平面上運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。微點判斷

(1)動量越大的物體，其速度越大。

()(2)物體的動量越大，其慣性也越大。

(

)(3)物體所受合力不變，則動量也不改變。

(

)(4)物體沿水平面運動時，重力不做功，其沖量為零。

(

)(5)物體所受合外力的沖量的方向與物體末動量的方向相同。

(

)(6)物體所受合外力的沖量的方向與物體動量變化量的方向是一致的。

()×××××√(一)動量、動量變化量和沖量(固基點)[題點全練通]1．[動量的分析與計算]物體的運動狀態(tài)可用位置x和動量p描述，稱為相，對應(yīng)p-x圖像中的一個點。物體運動狀態(tài)的變化可用p-x圖像中的一條曲線來描述，稱為相軌跡。假如一質(zhì)點沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動，則對應(yīng)的相軌跡可能是

(

)答案：D答案：BCD3．[沖量的計算]

如圖所示，車載玩具——彈簧人公仔固定在車的水平

臺面上，公仔頭部的質(zhì)量為m，靜止在圖示位置?，F(xiàn)用手豎直向下

壓公仔的頭部，使之緩慢下降至某一位置，之后迅速放手。公仔的

頭部經(jīng)過時間t，沿豎直方向上升到另一位置時速度為零。此過程彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力及彈簧質(zhì)量。在公仔頭部上升的過程中

(

)A．公仔頭部的機械能守恒B．公仔頭部的加速度先增大后減小C．彈簧彈力沖量的大小為mgtD．彈簧彈力對頭部所做的功為零解析：彈簧彈力對公仔頭部做功，故公仔頭部的機械能不守恒，故A錯誤；公仔頭部上升過程中，彈簧彈力先減小后反向增大，加速度先減小后反向增大，故B錯誤；公仔頭部上升過程中，取向上為正方向，根據(jù)動量定理有I彈－mgt＝0，則彈簧彈力沖量的大小為I彈＝mgt，故C正確；公仔頭部上升過程中，根據(jù)動能定理有W彈－mgh＝0，則彈簧彈力對頭部所做的功為W彈＝mgh≠0，故D錯誤。答案：C

[要點自悟明]1．動能、動量和動量變化量的比較2．沖量的三種計算方法公式法利用定義式I＝FΔt計算沖量，此方法僅適用于恒力的沖量，無需考慮物體的運動狀態(tài)圖像法利用F-t圖像計算，F(xiàn)-t圖像與橫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動量定理法如果物體受到大小或方向變化的力的作用，則不能直接用I＝FΔt求變力的沖量，可以求出該力作用下物體動量的變化量，由I＝p′－p求變力的沖量(二)動量定理(精研點)研清微點1應(yīng)用動量定理解釋體育活動

1．(2022·北京高考)“雪如意”是我國首座國際標準跳臺滑雪場地。

跳臺滑雪運動中，裁判員主要根據(jù)運動員在空中的飛行距離和動

作姿態(tài)評分。運動員在進行跳臺滑雪時大致經(jīng)過四個階段：①助

滑階段，運動員兩腿盡量深蹲，順著助滑道的傾斜面下滑；②起跳階段，當進入起跳區(qū)時，運動員兩腿猛蹬滑道快速伸直，同時上體向前伸展；③飛行階段，在空中運動員保持身體與雪板基本平行、兩臂伸直貼放于身體兩側(cè)的姿態(tài)；④著陸階段，運動員落地時兩腿屈膝，兩臂左右平伸。下列說法正確的是

(

)A．助滑階段，運動員深蹲是為了減小與滑道之間的摩擦力B．起跳階段，運動員猛蹬滑道主要是為了增加向上的速度C．飛行階段，運動員所采取的姿態(tài)是為了增加水平方向速度D．著陸階段，運動員兩腿屈膝是為了減少與地面的作用時間解析：助滑階段，運動員深蹲是為了減小與空氣之間的摩擦力，A錯誤；起跳階段，運動員猛蹬滑道主要是通過增大滑道對人的作用力，根據(jù)動量定理可知，在相同時間內(nèi)，為了增加向上的速度，B正確；飛行階段，運動員所采取的姿態(tài)是為了減小水平方向的阻力，從而減小水平方向的加速度，C錯誤；著陸階段，運動員兩腿屈膝下蹲可以延長與地面的作用時間，根據(jù)動量定理可知，可以減少身體受到的平均沖擊力，D錯誤。答案：B一點一過對動量定理的理解(1)當物體的動量變化量一定時，力的作用時間Δt越短，力F就越大，力的作用時間Δt越長，力F就越小。(2)當作用力F一定時，力的作用時間Δt越長，動量變化量Δp越大，力的作用時間Δt越短，動量變化量Δp越小。如在恒力作用下運動的小車，時間越長，小車的速度越大，動量變化量越大。研清微點2

動量定理的應(yīng)用2．有些人喜歡躺著看手機，經(jīng)常出現(xiàn)手機砸傷眼睛的情況。若手機

質(zhì)量為160g，從離人眼約20cm的高度無初速度掉落，砸到眼睛

后手機未反彈，眼睛受到手機的沖擊時間約為0.2s，g取10m/s2。

下列說法正確的是

(

)A．手機與眼睛作用過程中手機的動量變化約為0.48kg·m/sB．手機對眼睛的沖量方向豎直向上C．手機對眼睛的沖量大小約為0.32N·sD．手機對眼睛的平均作用力大小約為3.2N答案：D

一點一過1．應(yīng)用動量定理解題的一般步驟(1)確定研究對象。中學階段的動量定理問題，其研究對象一般僅限于單個物體。(2)對物體進行受力分析?？梢韵惹竺總€力的沖量，再求各力沖量的矢量和；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、負號。(4)根據(jù)動量定理列方程，如有必要還需要其他補充方程，最后代入數(shù)據(jù)求解。2．應(yīng)用動量定理解題的三點說明(1)動量定理反映了力的沖量與動量變化量之間的因果關(guān)系，即外力的沖量是原因，物體的動量變化量是結(jié)果。(2)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。(3)動量定理表達式是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。研清微點3

動量定理用于求解多過程問題3．在蹦床比賽中，一個質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小。(g＝10m/s2)答案：1500N一點一過用動量定理解多過程問題的兩點提醒(1)對于過程較復雜的運動，可分段應(yīng)用動量定理，也可整個過程應(yīng)用動量定理。(2)物體受多個力作用，力的方向和作用時間往往不同，列動量定理時應(yīng)引起關(guān)注。(三)“柱狀”模型(融通點)模型(一)流體類“柱狀模型”流體及其特點通常液體流、氣體流等被廣義地視為“流體”，質(zhì)量具有連續(xù)性，通常已知密度ρ分析步驟1建立“柱狀模型”，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為S2微元研究，作用時間Δt內(nèi)的一段柱形流體的長度為Δl，對應(yīng)的質(zhì)量為Δm＝ρSvΔt3建立方程，應(yīng)用動量定理研究這段柱狀流體[例1]

運動員在水上做飛行運動表演，他操控噴射式懸浮飛行器將水帶豎直送上來的水反轉(zhuǎn)180°后向下噴出，令自己懸停在空中，如圖所示。已知運動員與裝備的總質(zhì)量為90kg，兩個噴嘴的直徑均為10cm，已知重力加速度大小g取10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，則噴嘴處噴水的速度大約為

(

)A．2.7m/s B．5.4m/sC．7.6m/s D．10.8m/s[解析]設(shè)飛行器對水的平均作用力為F，根據(jù)牛頓第三定律可知，水對飛行器的作用力的大小也等于F，對飛行器，則有F＝Mg，設(shè)水噴出時的速度為v，在時間t內(nèi)噴出的水的質(zhì)量m＝ρV＝2ρSvt，t時間內(nèi)質(zhì)量為m的水獲得的沖量I＝Ft＝2mv，聯(lián)立解得v≈5.4m/s，故B正確，A、C、D錯誤。[答案]

B[例2]

一同學在遠處觀看噴泉表演時，估測噴泉中心主噴水口的水柱約有40層樓高(層高3m)，表演結(jié)束時，靠近觀察到該主噴水管口的圓形內(nèi)徑約有10cm，由此估算驅(qū)動主噴水的水泵功率最接近的數(shù)值是

(

)A．5×102W B．5×103WC．5×104W D．5×105W[答案]

D模型(二)微粒類“柱狀模型”

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“柱狀模型”，沿運動的方向選取一段微元，柱體的橫截面積為S2微元研究，作用時間Δt內(nèi)一段柱形流體的長度為Δl，對應(yīng)的體積為ΔV＝Sv0Δt，則微元內(nèi)的粒子數(shù)N＝nv0SΔt3先應(yīng)用動量定理研究單個粒子，建立方程，再乘以N計算[例3]根據(jù)量子理論，光子的能量E與動量p之間的關(guān)系式為E＝pc，其中c表示光速，由于光子有動量，照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產(chǎn)生壓強，這就是“光壓”，用I表示。(1)一臺二氧化碳氣體激光器發(fā)出的激光，功率為P0，射出的光束的橫截面積為S，當它垂直照射到一物體表面