2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十五章 動(dòng)量 第1單元 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理教案

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十五章 動(dòng)量 第1單元 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理教案知識(shí)網(wǎng)絡(luò)： 第1單元 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理一、動(dòng)量和沖量1動(dòng)量物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量：p=mv動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)狀態(tài)量，它與時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。動(dòng)量是矢量，它的方向和速度的方向相同。動(dòng)量的相對(duì)性：由于物體的速度與參考系的選取有關(guān)，所以物體的動(dòng)量也與參考系選取有關(guān)，因而動(dòng)量具有相對(duì)性。題中沒(méi)有特別說(shuō)明的，一般取地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。（4）研究一條直線上的動(dòng)量要選擇正方向2動(dòng)量的變化：由于動(dòng)量為矢量，則求解動(dòng)量的變化時(shí)，其運(yùn)算遵循平行四邊形定則。A、若初末動(dòng)量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可

2、化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。B、若初末動(dòng)量不在同一直線上，則運(yùn)算遵循平行四邊形定則。【例1】一個(gè)質(zhì)量為m=40g的乒乓球自高處落下，以速度=1m/s碰地，豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地的速率為=0.5m/s。求在碰撞過(guò)程中，乒乓球動(dòng)量變化為多少？正方向取豎直向下為正方向，乒乓球的初動(dòng)量為： 乒乓球的末動(dòng)量為： 乒乓球動(dòng)量的變化為： =負(fù)號(hào)表示的方向與所取的正方向相反，即豎直向上。2沖量力和力的作用時(shí)間的乘積叫做沖量：I=Ft沖量是描述力的時(shí)間積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量，它與時(shí)間相對(duì)應(yīng)。沖量是矢量，它的方向由力的方向決定。如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)保持不變，那么沖量的方向就和力的方向相同。如果力的方向

3、在不斷變化，如繩子拉物體做圓周運(yùn)動(dòng)，則繩的拉力在時(shí)間t內(nèi)的沖量，就不能說(shuō)是力的方向就是沖量的方向。對(duì)于方向不斷變化的力的沖量，其方向可以通過(guò)動(dòng)量變化的方向間接得出。高中階段只要求會(huì)用I=Ft計(jì)算恒力的沖量。沖量和功不同。恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不作功，但一定有沖量。（5）必須清楚某個(gè)沖量是哪個(gè)力的沖量（6）求合外力沖量的兩種方法A、求合外力，再求合外力的沖量 B、先求各個(gè)力的沖量，再求矢量和【例2】 質(zhì)量為m的小球由高為H的光滑固定斜面頂端無(wú)初速滑到底端過(guò)程中，重力、彈力、合力的沖量各是多大？mH解析：力的作用時(shí)間都是，力的大小依次是mg、mgcos和mgsin，所以它們的沖量依次是： 點(diǎn)評(píng)：特別

4、要注意，該過(guò)程中彈力雖然不做功，但對(duì)物體有沖量。二、動(dòng)量定理1動(dòng)量定理物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化。既I=p動(dòng)量定理表明沖量是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因，沖量是物體動(dòng)量變化的量度。這里所說(shuō)的沖量是物體所受的合外力的沖量（或者說(shuō)是物體所受各外力沖量的矢量和）。動(dòng)量定理給出了沖量（過(guò)程量）和動(dòng)量變化（狀態(tài)量）間的互求關(guān)系?，F(xiàn)代物理學(xué)把力定義為物體動(dòng)量的變化率：（牛頓第二定律的動(dòng)量形式）。動(dòng)量定理和牛頓第二定律的聯(lián)系與區(qū)別、 形式可以相互轉(zhuǎn)化、動(dòng)量的變化率，表示動(dòng)量變化的快慢、牛頓定律適用宏觀低速，而動(dòng)量定理適用于宏觀微觀高速低速、都是以地面為參考系動(dòng)量定理表達(dá)式是矢量式。在一維情況下，各個(gè)

5、矢量以同一個(gè)規(guī)定的方向?yàn)檎＃?）如果是變力，那么F表示平均值（6）對(duì)比于動(dòng)能定理 I F t m v 2 m v 1 W F s m v 22 m v 21【例3】以初速度v0平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體，拋出后t秒內(nèi)物體的動(dòng)量變化是多少？解析：因?yàn)楹贤饬褪侵亓Γ詐=Ft=mgt2動(dòng)量定理的定性應(yīng)用【例4】某同學(xué)要把壓在木塊下的紙抽出來(lái)。第一次他將紙迅速抽出，木塊幾乎不動(dòng)；第二次他將紙較慢地抽出，木塊反而被拉動(dòng)了。這是為什么？解析：物體動(dòng)量的改變不是取決于合力的大小，而是取決于合力沖量的大小。在水平方向上，第一次木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，一般來(lái)說(shuō)大于第二次受到的靜摩擦力；但第一次力的作用時(shí)間

6、極短，摩擦力的沖量小，因此木塊沒(méi)有明顯的動(dòng)量變化，幾乎不動(dòng)。第二次摩擦力雖然較小，但它的作用時(shí)間長(zhǎng)，摩擦力的沖量反而大，因此木塊會(huì)有明顯的動(dòng)量變化。3動(dòng)量定理的定量計(jì)算明確研究對(duì)象和研究過(guò)程。研究對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的質(zhì)點(diǎn)組。質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)各物體可以是保持相對(duì)靜止的，也可以是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。研究過(guò)程既可以是全過(guò)程，也可以是全過(guò)程中的某一階段。進(jìn)行受力分析。只分析研究對(duì)象以外的物體施給研究對(duì)象的力。規(guī)定正方向。由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量，在一維的情況下，列式前要先規(guī)定一個(gè)正方向，和這個(gè)方向一致的矢量為正，反之為負(fù)。ABC寫(xiě)出初、末動(dòng)量和合外力的沖量（或各外力在各個(gè)階段的沖量的矢量

7、和）。根據(jù)動(dòng)量定理列式求解?！纠?】質(zhì)量為m的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過(guò)時(shí)間t2停在沙坑里。求：沙對(duì)小球的平均阻力F；小球在沙坑里下落過(guò)程所受的總沖量I。解析：設(shè)剛開(kāi)始下落的位置為A，剛好接觸沙的位置為B，在沙中到達(dá)的最低點(diǎn)為C。在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：重力作用時(shí)間為t1+t2，而阻力作用時(shí)間僅為t2，以豎直向下為正方向，有：mg(t1+t2)-Ft2=0， 解得：仍然在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：在t1時(shí)間內(nèi)只有重力的沖量，在t2時(shí)間內(nèi)只有總沖量（已包括重力沖量在內(nèi)），以豎直向下為正方向，有： mgt1-I=0，I=mgt1點(diǎn)評(píng)：若本題目給出小球自由

8、下落的高度，可先把高度轉(zhuǎn)換成時(shí)間后再用動(dòng)量定理。當(dāng)t1 t2時(shí)，F(xiàn)mg。m Mv0v/【例6】 質(zhì)量為M的汽車(chē)帶著質(zhì)量為m的拖車(chē)在平直公路上以加速度a勻加速前進(jìn)，當(dāng)速度為v0時(shí)拖車(chē)突然與汽車(chē)脫鉤，到拖車(chē)停下瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)。若汽車(chē)的牽引力一直未變，車(chē)與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么拖車(chē)剛停下時(shí)，汽車(chē)的瞬時(shí)速度是多大？解析：以汽車(chē)和拖車(chē)系統(tǒng)為研究對(duì)象，全過(guò)程系統(tǒng)受的合外力始終為，該過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間為v0/g，末狀態(tài)拖車(chē)的動(dòng)量為零。全過(guò)程對(duì)系統(tǒng)用動(dòng)量定理可得：【例7】 質(zhì)量為m=1kg的小球由高h(yuǎn)1=0.45m處自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度為h2=0.2m，從小球下落到反跳到最高點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t=

9、0.6s，取g=10m/s2。求：小球撞擊地面過(guò)程中，球?qū)Φ孛娴钠骄鶋毫Φ拇笮。解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，從開(kāi)始下落到反跳到最高點(diǎn)的全過(guò)程動(dòng)量變化為零，根據(jù)下降、上升高度可知其中下落、上升分別用時(shí)t1=0.3s和t2=0.2s，因此與地面作用的時(shí)間必為t3=0.1s。由動(dòng)量定理得：mgt-Ft3=0 ，F(xiàn)=60N 4在Ft圖中的沖量：Ft圖上的“面積”表示沖量的大小。【例11】（難）跳傘運(yùn)動(dòng)員從2000m高處跳下，開(kāi)始下落過(guò)程未打開(kāi)降落傘，假設(shè)初速度為零，所受空氣阻力與下落速度大小成正比，最大降落速度為vm=50m/s。運(yùn)動(dòng)員降落到離地面s=200m高處才打開(kāi)降落傘，在1s內(nèi)速度均勻減小到v1

10、=5.0m/s，然后勻速下落到地面，試求運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。解析：整個(gè)過(guò)程中，先是變加速運(yùn)動(dòng)，接著勻減速，最后勻速運(yùn)動(dòng)，作出vt圖線如圖（1）所示。由于第一段內(nèi)作非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，用常規(guī)方法很難求得這1800m位移內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間?？紤]動(dòng)量定理，將第一段的vt圖按比例轉(zhuǎn)化成ft圖，如圖（2）所示，則可以巧妙地求得這段時(shí)間。設(shè)變加速下落時(shí)間為t1，又：mg=kvm，得 所以：第二段1s內(nèi)： 所以第三段時(shí)間 空中的總時(shí)間： 三、針對(duì)訓(xùn)練1對(duì)于力的沖量的說(shuō)法，正確的是（ ）A力越大，力的沖量就越大B作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大CF1與其作用時(shí)間t1的乘積F1t1等于F2與其作用時(shí)間t2的乘

11、積F2t2，則這兩個(gè)沖量相同D靜置于地面的物體受到水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止，則此推力的沖量為零2下列關(guān)于動(dòng)量的說(shuō)法中，正確的是（ ）A物體的動(dòng)量改變，其速度大小一定改變B物體的動(dòng)量改變，其速度方向一定改變C物體運(yùn)動(dòng)速度的大小不變，其動(dòng)量一定不變 D物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，其動(dòng)量一定改變3如圖所示為馬車(chē)模型，馬車(chē)質(zhì)量為m ，馬的拉力F與水平方向成角，在拉力F的拉力作用下勻速前進(jìn)了時(shí)間t，則在時(shí)間t內(nèi)拉力、重力、阻力對(duì)物體的沖量大小分別為 （ ）AFt，0，F(xiàn)tsinBFtcos，0，F(xiàn)tsinCFt，mgt，F(xiàn)tcosDFtcos，mgt ，F(xiàn)tcos4一個(gè)質(zhì)量為m的小鋼球，以速度v1豎

12、直向下射到質(zhì)量較大的水平鋼板上，碰撞后被豎直向上彈出，速度大小為v2，若v1 = v2 = v，那么下列說(shuō)法中正確的是（ ）A因?yàn)関1 = v2，小鋼球的動(dòng)量沒(méi)有變化B小鋼球的動(dòng)量變化了，大小是2mv，方向豎直向上C小鋼球的動(dòng)量變化了，大小是2mv，方向豎直向下D小鋼球的動(dòng)量變化了，大小是mv，方向豎直向上5物體動(dòng)量變化量的大小為5kgm/s，這說(shuō)明（ ）A物體的動(dòng)量在減小 B物體的動(dòng)量在增大C物體的動(dòng)量大小也可能不變 D物體的動(dòng)量大小一定變化6初動(dòng)量相同的A、B兩滑冰者，在同樣冰面上滑行，已知A的質(zhì)量大于的質(zhì)量，并且它們與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則它們從開(kāi)始到停止的滑行時(shí)間相比，應(yīng)是（ ）At

13、AtB BtA=tB CtA I下 BI上I下 CI上=I下 D條件不足，無(wú)法判定9對(duì)下列幾個(gè)物理現(xiàn)象的解釋?zhuān)_的有（ ）A擊釘時(shí)，不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B跳高時(shí)，在沙坑里填沙，是為了減小人落地時(shí)地面對(duì)人的沖量C在車(chē)內(nèi)推車(chē)推不動(dòng)，是因?yàn)橥饬_量為零D初動(dòng)量相同的兩個(gè)物體受相同制動(dòng)力作用，質(zhì)量小的先停下來(lái)10質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)物體，沿著傾角分別為和的兩個(gè)光滑斜面，由靜止從同一高度h 2開(kāi)始下滑到同樣的另一高度h 1 的過(guò)程中（如圖所示），A、B兩個(gè)物體相同的物理量是（ ）A所受重力的沖量B所受支持力的沖量C所受合力的沖量D動(dòng)量改變量的大小11三顆水平飛行的質(zhì)量相同的子彈A、B、C以相

14、同速度分別射向甲、乙、丙三塊豎直固定的木板。A能穿過(guò)甲木板，B嵌入乙木板，C被丙木板反向彈回。上述情況木板受到的沖量最大的是 A甲木板 B乙木板 C丙木板 D三塊一樣大13以初速度20ms豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2則拋出后第1s末物體的動(dòng)量為_(kāi)kgm/s，拋出后第3s末物體的動(dòng)量為_(kāi)kgm/s，拋出3s內(nèi)該物體的動(dòng)量變化量是_kgm/s(設(shè)向上為正方向)16質(zhì)量為k的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖所示，則此物體前4s和后4s內(nèi)受到的合外力沖量分別為 _和_。17科學(xué)家設(shè)想在未來(lái)的航天事業(yè)中用太陽(yáng)帆來(lái)加速星際宇宙飛船按照近代光的粒子說(shuō)，光由光子組成，飛

15、船在太空中張開(kāi)太陽(yáng)帆，使太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆上，太陽(yáng)帆面積為S，太陽(yáng)帆對(duì)光的反射率為100，設(shè)太陽(yáng)帆上每單位面積每秒到達(dá)n個(gè)光子，每個(gè)光子的動(dòng)量為p，如飛船總 質(zhì)量為m，求飛船加速度的表達(dá)式。如太陽(yáng)帆面對(duì)陽(yáng)光一面是黑色的，情況又如何？18如圖所示，水力采煤時(shí)，用水槍在高壓下噴出強(qiáng)力的水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為d 30cm，水速v 50ms，假設(shè)水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，求水柱?duì)煤層的平均沖擊力(水的密度 1.0103kg/m3) 19震驚世界的“9.11” 事件中，從錄像可以看到客機(jī)切入大廈及大廈的坐塌過(guò)程（1）設(shè)飛機(jī)質(zhì)量為m、速度為v，撞機(jī)經(jīng)歷時(shí)間為t，寫(xiě)出飛機(jī)對(duì)大廈撞擊力的表達(dá)式（2）撞擊世貿(mào)大廈南樓的是波音767飛機(jī)，波音767飛機(jī)總質(zhì)量約150噸，機(jī)身長(zhǎng)度為48.5m，撞樓時(shí)速度約150m/s，世貿(mào)大廈南樓寬63m，飛機(jī)頭部未從大樓穿出，可判斷飛機(jī)在樓內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離約為機(jī)身長(zhǎng)度，設(shè)飛機(jī)在樓內(nèi)作勻減速運(yùn)動(dòng)，估算撞機(jī)時(shí)間及飛機(jī)對(duì)大廈撞擊力。參考答案1.B 2.D 3.C 4.B 5.C 6.C 7.D 8.CD 9.A 10.C 11.D 12. C 135，15 160，8NS17，；18設(shè)時(shí)間為1s，由Ft=P，得F=1.77105N19（1）；（2）可認(rèn)為飛機(jī)在樓內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離紅為50m，得F=3.4107N