2021屆高考物理：動(dòng)量和動(dòng)量定理含答案

1、教學(xué)資料范本2021屆高考物理：動(dòng)量和動(dòng)量定理含答案編輯:時(shí)間:17 / 17考點(diǎn)內(nèi)容要京；高考（全國(guó)卷）三年命題情況對(duì)照分析:20xx20xx20xx命題分析動(dòng)量、卷I 卷I T1卷 I T16動(dòng)量定T14：4：動(dòng)量:動(dòng)里aE理、動(dòng)n動(dòng)量、動(dòng)能理1.20xx年局考將本阜內(nèi)谷改為必JU寸回守恒T 24：動(dòng)T25：動(dòng)考，在20xx年局考中后2道選擇題JE什儀甘應(yīng)田定律量守恒量守恒定,在20xx年圖考中有2道選擇題、的應(yīng)定律、律、碰撞3道計(jì)算題和20xx年中1道選擇題彈比比薛禾n=l匕用機(jī)械能中的能量、2道計(jì)算題都涉及到動(dòng)量的知識(shí)O1W-HFI卷出,守恒定及功能關(guān)0彈性碰搐T20：律系2.考查熱點(diǎn)

2、是動(dòng)量定理、動(dòng)量守他動(dòng)重卷H T 2卷田T25恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量守實(shí)驗(yàn)七:驗(yàn)證定理4：牛頓:動(dòng)量守包的綜合問(wèn)題。的應(yīng)第二定恒定律、動(dòng)量守用律、動(dòng)功能關(guān)系恒定律說(shuō)明： 只限于 一維量守恒 定律T15：動(dòng) 量定理 卷出T 2 5：動(dòng)量 、機(jī)械 能守恒 定律核心素 養(yǎng)物理觀念：動(dòng)量、沖量、碰撞、反沖。科學(xué)思維：動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、人船模型、”木塊 一 滑塊”模型、“子彈打木塊”模型、“含彈簧”模型（如20xx全國(guó)卷I T25,全國(guó)卷出T25； 20XX年全國(guó)卷I T24）?？茖W(xué)探究：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：現(xiàn)代航天技術(shù)與反沖（如20XX年全國(guó)卷I干16）。第1節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理一

3、、動(dòng)量、動(dòng)量的變化量、沖量1.動(dòng)量(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫作物體的動(dòng)量，通常用 p來(lái)表示0(2)表達(dá)式：p=my。(3)單位：kg m/s。(4)標(biāo)矢性：動(dòng)量是矢量，其方向和速度方晌相同。2.動(dòng)量的變化量(1)因?yàn)閯?dòng)量是矢量，動(dòng)量的變化量 卻也是心 其方向與速度的改變量 加 的方向相同。(2)動(dòng)量的變化量中的大小，一般用末動(dòng)量p減去初動(dòng)量p®行計(jì)算，也稱(chēng)為 動(dòng)量的增量。即 p' p。3.沖量(1)定義：力與力的作比時(shí)間的乘積叫作力的沖量。公式：I = F t o(2)單位：沖量的單位是仁上，符號(hào)是N5。(3)方向：沖量是矢量，恒力沖量的方向與力的方向相同一二、

4、動(dòng)量定理1 .內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量笠化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的. 沖量。2 .表達(dá)式：Ft=p=p p。3 .矢量性：動(dòng)量變化量的方向與合外力的方向相同,可以在某一方向上應(yīng) 用動(dòng)量定理。1 .思考辨析（正確的畫(huà)錯(cuò)誤的畫(huà)“X”）（1）物體的動(dòng)能變化時(shí)，動(dòng)量一定變化。（，）（2）兩物體的動(dòng)量相等，動(dòng)能也一定相等。（3）動(dòng)量變化量的大小不可能等于初、末狀態(tài)動(dòng)量大小之和。（4）動(dòng)量定理描述的是某一狀態(tài)的物理規(guī)律。（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。（，）2.（人教版選修3 5P7例題1改編）質(zhì)量為0.5 kg的物體

5、，運(yùn)動(dòng)速度為3 m/s,它在一個(gè)變力作用下速度變?yōu)?m/s,方向和原來(lái)方向相反，則這段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量為（）A. 5 kg m/s,方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反B. 5 kg m/s,方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同C. 2 kg m/s,方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反D. 2 kg m/s,方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同答案A3 .（人教版選修3 5P11T2改編）一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，在水平力 F作用下，經(jīng)時(shí)間t,通過(guò) 位移L后，動(dòng)量變?yōu)閜,動(dòng)能變?yōu)镋k。若上述過(guò)程F不變，物體的質(zhì)量變?yōu)閙,以 下說(shuō)法正確的是（）A.經(jīng)過(guò)時(shí)間2t,物體動(dòng)量變?yōu)?PB .經(jīng)過(guò)位移2L ,物體動(dòng)量變?yōu)?PC.經(jīng)過(guò)時(shí)間2t,物體動(dòng)能變?yōu)?/p>

6、4EkD .經(jīng)過(guò)位移2L ,物體動(dòng)能變?yōu)?EkA 由動(dòng)量定理得p=Ft,則經(jīng)過(guò)時(shí)間2t,物體的動(dòng)量p2=F 2t=2p,由 p2=2mEk,得物體的動(dòng)能Ek2 =錯(cuò)誤！ =8Ek,選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定 理Ek=FL,則經(jīng)過(guò)位移 2L,物體的動(dòng)能 Ek2=F 2L = 2Ek,由p2=2mEk,得m物體的動(dòng)重p2 =、/22 2Ek= p,選項(xiàng)B、D錯(cuò)塊。4 .(人教版選修3 5P11T3改編)質(zhì)量為4 kg的物體以2 m/s的初速度做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) 2 s,動(dòng)量大小變?yōu)?4 kg m/s,則該物體 ()A.所受合外力的大小可能大于11 NB.所受合外力的大小可能小于3 NC.沖量

7、大小可能小于6 N sD.沖量大小可能大于18 N sD 若以物體初速度方向?yàn)檎较?，則初動(dòng)量p1 = mv1=8 kg m/s,末動(dòng)量大小為14 kg m/s,則有兩種可能：當(dāng) p2= 14 kg m/s,則Ft=p2 p1 = 6 kg m/s, F = 3 N;當(dāng) p2= 14 kg m/s,則 Ft = p2 p1 = 22 kg m/s, F = 11 N,負(fù)號(hào)表示方向，故選項(xiàng) A、B、C錯(cuò)誤，D正確。動(dòng)量及動(dòng)量變化量的理解依 題組訓(xùn)練1 .下列關(guān)于動(dòng)量的說(shuō)法正確的是（）A.質(zhì)量大的物體動(dòng)量一定大B.速度大的物體動(dòng)量一定大C.兩物體動(dòng)能相等，動(dòng)量不一定相等D.兩物體動(dòng)能相等，動(dòng)量一定

8、相等C 動(dòng)量等于運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量和速度的乘積，動(dòng)量大小與物體質(zhì)量、速度兩 個(gè)因素有關(guān)，a、b錯(cuò)；由動(dòng)量大小和動(dòng)能的表達(dá)式得出 p=J2mEk兩物體動(dòng) 能相等，質(zhì)量關(guān)系不明確，動(dòng)量不一定相等，D錯(cuò)，C對(duì)。2 .（多選）關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說(shuō)法中正確的是（）A .做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量 Ap的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同B .做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量 Ap的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反C.物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量 卻為零D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量一定不為零ABD 當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度增大時(shí)，其末態(tài)動(dòng)量p2大于初態(tài)動(dòng)量p1,由矢量的運(yùn)算法則可知Zp=p2p1>0,與物體

9、運(yùn)動(dòng)方向相同，如圖（a）所 示，所以A選項(xiàng)正確。當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，p2<pi,如圖（b）所示，即與p1（或p2）方向相反，與運(yùn)動(dòng)方向相反，故 B選項(xiàng)正確。當(dāng)物體的速度 大小不變時(shí)，其方向可能變化，也可能不變化，故動(dòng)量可能不變化即Ap=0,也可能動(dòng)量大小不變而方向變化，此種情況午W0,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小和方向變化，即動(dòng)量一定變化，卻一定不為零，如圖(c)所示，故D選項(xiàng)正確。3 .質(zhì)量為0.2 kg的球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向，在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于 球的動(dòng)量變化量勺和合外力對(duì)小球做

10、的功W,下列說(shuō)法正確的是 ()A.牛=2 kg m/s, W= 2 J JB.即=2 kg m/s, W= 2 JC.牛= 0.4 kg m/s, W= -2 JD.牛= 0.4 kg m/s, W=2 JA 取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞過(guò)程中動(dòng)量的變化量Ap =mv2mvi = 0.2x 4 kg m/s 0.2x ( 6) kg m/s=2 kg m/s,方向豎直向上。由動(dòng) 11101° 能定理知，合外力做的功 W= 2mv2 2mv2 = 2X0.2X42 J-2X 0.2X 62 J = 2Jo 動(dòng)量的兩性瞬時(shí)性：動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是針對(duì)某一時(shí)刻或位置而

11、 言的。相對(duì)性：動(dòng)量的大小與參考系的選取有關(guān)，通常情況是指相對(duì)地面的動(dòng) 量。動(dòng)量與動(dòng)能的比較名稱(chēng)項(xiàng)目動(dòng)量動(dòng)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匚12Ek=2mv2牛二P P矢標(biāo)性矢量林里矢量特點(diǎn)狀態(tài)量狀態(tài)量過(guò)程量關(guān)聯(lián)方程p21Ek=2而 Ek = 2pv,2 2Ekp = V2mEk p= v沖量、動(dòng)量定理的理解及應(yīng)用分考向訓(xùn)練1 .應(yīng)用動(dòng)量定理解釋的兩類(lèi)物理現(xiàn)象(1)當(dāng)物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間 N越短，力F就越大，力的 作用時(shí)間&越長(zhǎng)，力F就越小，如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易 碎。(2)當(dāng)

12、作用力F 一定時(shí)，力的作用時(shí)間&越長(zhǎng)，動(dòng)量變化量 卻越大，力的作 用時(shí)間N越短，動(dòng)量變化量 卻越小。2 .應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象。中學(xué)階段的動(dòng)量定理問(wèn)題，其研究對(duì)象一般僅限于單個(gè) 物體。(2)對(duì)物體進(jìn)行受力分析?？梢韵惹竺總€(gè)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(guò)程的初、末狀態(tài)，選好正方向，確定各動(dòng)量和沖量的正、負(fù)號(hào)。(4)根據(jù)動(dòng)量定理列方程，如有必要還需要其他補(bǔ)充方程，最后代入數(shù)據(jù)求 解。對(duì)過(guò)程較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，可分段用動(dòng)量定理，也可整個(gè)過(guò)程用動(dòng)量定理。動(dòng)量定理的應(yīng)用1. (20xx濟(jì)寧質(zhì)檢)19xx年6月18日，國(guó)產(chǎn)轎車(chē)在清華大學(xué)汽車(chē)

13、工程研究所進(jìn)行的整車(chē)安全性碰 撞試驗(yàn)取得成功，被譽(yù)為“中國(guó)轎車(chē)第一撞”。在碰撞過(guò)程中，關(guān)于安全氣囊 對(duì)駕駛員保護(hù)作用的說(shuō)法正確的是()A.減小了駕駛員的動(dòng)量變化量B.減小了駕駛員的動(dòng)量變化率C.減小了駕駛員受到撞擊力的沖量D.延長(zhǎng)了撞擊力的作用時(shí)間，從而使得駕駛員的動(dòng)量變化量更大B 在碰撞過(guò)程中，駕駛員的動(dòng)量變化量是一定的，而使用安全氣囊后增 加了撞擊力作用的時(shí)間，根據(jù)動(dòng)量定理 日=即可知，安全氣囊可以減小駕駛 員受到的沖擊力，即減小了駕駛員的動(dòng)量變化率，故 B正確，A、C、D錯(cuò) 誤。2. (20xx全國(guó)卷I)最近，我國(guó)為“長(zhǎng)征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功，這標(biāo)志 著我國(guó)重型運(yùn)載火

14、箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展。若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3 km/s,產(chǎn)生的推力約為4.8X106 N,則它在1s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為（）A. 1.6X 102 kgB. 1.6X103 kgC. 1.6X 105 kgD. 1.6X106 kgB 根據(jù)動(dòng)量定理有FN=Amv 0,解得券=；=1.6X 103 kg/s,所以選項(xiàng)B正確。動(dòng)量定理與圖象的結(jié)合3.（20xx晉中模擬）如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為 m的物體，它受到水平向右的力F的 作用。力F分別按圖A、B、C、D所示的四種方式隨時(shí)間t變化（圖中縱坐標(biāo)是F 與mg的比值，水平向右為正方向）。已知物體在t = 0時(shí)速

15、度為零，若用vi、V2、 V3、V4分別表示上述四種受力情況下物體在2s末的速率，則這四個(gè)速率中最大的是（）A 物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受重力、支持力、拉力作用，合力等于拉力，根據(jù) 動(dòng)量定理有I = mv 0,故物體受到?jīng)_量最大時(shí)，末速度最大，圖中 mg-t圖象 與t軸圍成的面積與沖量大小成正比，上方?jīng)_量為正，下方?jīng)_量為負(fù)，由于 A 圖中沖量的矢量和最大，故 A圖受力情況下物體的末速度最大。4.質(zhì)量為1 kg的物體做直線運(yùn)動(dòng)，其速度 一時(shí)間圖象如圖所示。則物體在前10 s內(nèi)和后10 s內(nèi)所受外力的沖量分別是（）A. 10 N s,10 N s -B. 10 Ns, - 10 N sC. 0,10 N

16、s-D. 0, -10 N sD 由圖象可知，在前10 s內(nèi)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同，p1 = p2=5 kg m/s, 由動(dòng)量定理知I1 = 0;在后10 s內(nèi)末狀態(tài)的動(dòng)量p3= 5 kg m/s,由動(dòng)量定理得 I2=p3p2= 10 Ns,故選項(xiàng) D 正確。應(yīng)用動(dòng)量定理處理“流體類(lèi)”問(wèn)題講典例示法典例示法某游樂(lè)園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為 M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見(jiàn)，假設(shè)水柱從橫截面積為 S的噴口持續(xù)以速度V0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水 的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開(kāi)。忽略空氣阻力。已知水的密度為 ,重力

17、加速度大小為g。求：(1)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)玩具在空中懸停時(shí)，其底面相對(duì)于噴口的高度。審題指導(dǎo)：(1) ”質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中”說(shuō)明水柱對(duì)玩具的沖力大小為Mg。(2)單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量等于“長(zhǎng)為 V0、截面積為S的水柱”的質(zhì) 量。(3)噴口噴出的水向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用，機(jī)械能守恒。解析(1)設(shè)N時(shí)間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為 AV,質(zhì)量為Am,則 加=p AVAV=voSAt由式得，單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為m二= W0S。(2)設(shè)玩具懸停時(shí)其底面相對(duì)于噴口的高度為 h,水從噴口噴出后到達(dá)玩具 底面時(shí)的速度大小為v。對(duì)于&時(shí)間內(nèi)噴出的水

18、，由能量守恒得101_2( zm)v2+ (zm)gh=2(如)v0在h高度處，At時(shí)間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動(dòng)量變化量的大 小為牛=(2m)V設(shè)水對(duì)玩具的作用力的大小為 F,根據(jù)動(dòng)量定理有F N=卻由于玩具在空中懸停，由力的平衡條件得F = Mg聯(lián)立式得v0M2gh = Q - Q20 q902g 2 P 2 V0S2“一v2 M2g答案w0s國(guó)27品痣“流體”類(lèi)問(wèn)題求解的基本思路(1)在極短時(shí)間N內(nèi)，取一小柱體作為研究對(duì)象。(2)求小柱體的體積 AV = vS At(3)求小柱體質(zhì)量 m= pAV= aS/t(4)求小柱體的動(dòng)量變化 Z = vAm=w2SN(5)應(yīng)用動(dòng)量定理54=即跟進(jìn)訓(xùn)練1. (20xx 青島一模)雨打芭蕉是我國(guó)古代文學(xué)中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力，小玲同學(xué)將一圓柱形水杯置于院中，測(cè)得10分鐘內(nèi)杯中雨水上升了 15 mm,查詢(xún)得知，當(dāng)時(shí)雨滴落地速度約為10m/s,設(shè)雨滴撞擊芭蕉后無(wú)反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1X103kg/m3,據(jù)此估算芭蕉葉面單位