新人教版第6章第1講動量動量定理課件（58張）

第六章動量和動量守恒定律課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)1.通過實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)，理解動量定理和動量守恒定律，能用其解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。知道動量守恒定律的普適性。2．探究并了解物體彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)，定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象。3．體會用動量守恒定律分析物理問題的方法，體會自然界的和諧與統(tǒng)一。(1)動量定理的理解與應(yīng)用。(2)動量守恒定律的理解與應(yīng)用。(3)動量守恒與能量守恒的綜合應(yīng)用。(4)動量守恒定律與電磁學(xué)、原子物理等知識的綜合應(yīng)用。課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)備考策略1.掌握隔離法、整體法和用守恒定律分析物理問題的方法。2．理解動量、沖量和動量定理，能用動量定理解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。3．定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象。4．運(yùn)用動量守恒定律、能量守恒定律解決碰撞、爆炸、反沖、“子彈打木塊”模型、“彈簧系統(tǒng)”模型、“滑塊—木板”模型、“人船”模型等問題。5．理解驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，靈活處理多種實(shí)驗(yàn)方案。第1講動量動量定理知識梳理·雙基自測核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升2年高考·1年模擬知識梳理·雙基自測知識點(diǎn)1動量1．動量(1)定義：運(yùn)動物體的______和______的乘積。(2)公式：p＝_______。(3)單位：_______________，符號是kg·m/s。(4)矢量性：方向與______的方向相同，運(yùn)算遵循_____________________。質(zhì)量速度mv千克米每秒速度平行四邊形定則2．動量變化量(1)定義：物體在某段時間內(nèi)_________和_________的矢量差(也是矢量)。(2)動量始終保持在一條直線上時的運(yùn)算：選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示，Δp＝_________。末動量初動量p′－p知識點(diǎn)2動量定理1．沖量(1)定義：力與力的____________的乘積。(2)公式：I＝_________。(3)單位：_________，符號是_________。(4)矢量性：方向與____________相同。(5)物理意義：反映力的作用對______的積累效應(yīng)。2．動量定理(1)內(nèi)容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受_______________。(2)表達(dá)式：mv′－mv＝______或p′－p＝______。作用時間FΔt牛頓秒N·s力的方向時間合力的沖量F合tF合t思考：教材中是如何推導(dǎo)動量定理表達(dá)式的？一、堵點(diǎn)疏通1．某物體的速度大小不變，動量一定不變。(

)2．物體的質(zhì)量越大，動量一定越大。(

)3．物體的動量相同，其動能一定也相同。(

)4．沖量是矢量，其方向與力的方向相同。(

)5．力越大，力對物體的沖量越大。(

)6．若物體在一段時間內(nèi)，其動量發(fā)生了變化，則物體在這段時間內(nèi)的合外力一定不為零。(

)×××√×√二、對點(diǎn)激活1．(2022·重慶高三月考)如圖為某中國運(yùn)動員在冬奧會短道速滑比賽中的精彩瞬間。假定他正沿圓弧形彎道勻速率滑行，在一極短時間Δt內(nèi)滑過的角度為θ，則他在這個過程中(

)A．所受的合外力為零，做勻速運(yùn)動B．所受的合外力恒定，做勻加速運(yùn)動C．合外力做功為零，合力的沖量也為零D．合外力做功為零，合力的沖量不為零D[解析]運(yùn)動員沿圓弧彎道勻速率滑行，可看作勻速圓周運(yùn)動，所受合外力提供向心力，方向始終指向圓心，合外力不為零，也不是恒力，故AB錯誤；合外力與速度的方向始終保持垂直，合外力做功為零，但沖量是力與時間的乘積，合力的沖量不為零，故C錯誤，D正確。2．(2022·河南商丘高三模擬)如圖所示，碰碰車周圍有橡膠做成的緩沖裝置，可以減小碰撞中的撞擊力。某次兩車相向而行，相撞前的速度大小均為1.5m/s，碰撞過程作用時間約為0.2s，每輛碰碰車和人的總質(zhì)量約為100kg。則兩車碰撞過程中的平均作用力大小約為(

)A．125N B.375NC.750N D.1500N[解析]以其中一輛小車碰前速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動量定理可得－FΔt＝0－mv，解得F′＝750N，C正確，故選C。C3．(2022·湖南岳陽市高三模擬)快遞運(yùn)輸時，我們經(jīng)?？吹?，有些易損壞物品外面都會利用充氣袋進(jìn)行包裹，這種做法的好處是(

)A．可以大幅度減小某顛簸過程中物品所受合力的沖量B．可以大幅度減小某顛簸過程中物品動量的變化C．可以使某顛簸過程中物品動量變化的時間延長D．可以使某顛簸過程中物品動量對時間的變化率增加C[解析]充氣袋在運(yùn)輸中起到緩沖作用，在某顛簸過程中，物體的動量變化量不變，由動量定理可知，合外力的沖量不變，充氣袋可以延長動量變化所用的時間，從而減小物體所受的合力，AB錯誤，C正確；動量對時間的變化率即為物體所受的合力，充氣袋可以減小顛簸過程中物品動量對時間的變化率，D錯誤。核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一對動量、沖量的理解1．動量的性質(zhì)(1)瞬時性：通常說物體的動量是物體在某一時刻或某一位置的動量，動量的大小可用p＝mv表示。(2)矢量性：動量的方向與物體的瞬時速度的方向相同。(3)相對性：因物體的速度與參考系的選取有關(guān)，故物體的動量也與參考系的選取有關(guān)。2．沖量的性質(zhì)(1)過程量：沖量描述的是力的作用對時間的積累效應(yīng)，取決于力和時間這兩個因素，所以求沖量時一定要明確所求的是哪一個力在哪一段時間內(nèi)的沖量。(2)矢量性：沖量的方向與力的方向相同，與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量變化量的方向相同。3．動量和動能的比較

如圖所示，豎直面內(nèi)有一個固定圓環(huán)，MN是它在豎直方向上的直徑。兩根光滑滑軌MP、QN的端點(diǎn)都在圓周上，MP>QN。將兩個完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q兩點(diǎn)無初速度釋放，在它們各自沿MP、QN運(yùn)動到圓周上的過程中，下列說法中正確的是(

)A．合力對兩滑塊的沖量大小相同B．重力對a滑塊的沖量較大C．彈力對a滑塊的沖量較小D．兩滑塊的動量變化大小相同例1C[解析]這是“等時圓”，即兩滑塊同時到達(dá)滑軌底端。合力F＝mgsinθ(θ為滑軌傾角)，F(xiàn)a>Fb，因此合力對a滑塊的沖量較大，a滑塊的動量變化也大；重力的沖量大小、方向都相同；彈力FN＝mgcosθ，F(xiàn)Na<FNb

，因此彈力對a滑塊的沖量較小，選C。沖量的計(jì)算方法名師點(diǎn)撥(1)恒力沖量的計(jì)算首先考慮公式，其次考慮用動量定理求解；變力沖量的計(jì)算首先用動量定理求解，其次可考慮F－t圖像中的面積對應(yīng)沖量。(2)總沖量的三種求法：①若各個外力是恒力，且各力的作用時間也相同，可以先求出合力再乘以時間求沖量，即I合＝F合·t。②若各個外力是恒力，但各力的作用時間不相同，可以先求出每個外力在相應(yīng)時間內(nèi)的沖量，然后求各外力沖量的矢量和。③若外力是變力，可以應(yīng)用動量定理求合外力的沖量。〔變式訓(xùn)練1〕

(2022·新疆昌吉一模)一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量為0.1kg，受到豎直向上的拉力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化情況如圖所示。若g取10m/s2，則下列說法正確的是(

)A．0～3s內(nèi)，物體的速度逐漸增大B．3s時物體的速度最大C．第5s末和第9s末物體的速度相等D．第7s末物體離地面的高度最大C[解析]物體質(zhì)量為0.1kg，即物重1N，在F＝1N前物體保持靜止，即物體是從1s后開始向上加速運(yùn)動的，A錯誤；在3s末拉力最大，故加速度最大，B錯誤；根據(jù)動量定理，F(xiàn)合t＝m·Δv，結(jié)合題中圖像，前5秒內(nèi)m·Δv＝(F－1)t，解得m·Δv＝4.5kg·m/s，前9秒內(nèi)，m·Δv＝4.5kg·m/s，即第5s末和第9s末的速度相等，C正確；物體在1～9s整個過程中都在向上運(yùn)動，即第7s末物體仍向上運(yùn)動，物體離地面的高度不是最大，D錯誤。考點(diǎn)二對動量定理的理解及應(yīng)用1．應(yīng)用動量定理解題的一般步驟(1)明確研究對象和研究過程研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)各物體可以是保持相對靜止的，也可以是相對運(yùn)動的。研究過程既可以是全過程，也可以是全過程中的某一階段。(2)進(jìn)行受力分析只分析研究對象以外的物體施加給研究對象的力，所有外力之和為合外力。研究對象內(nèi)部的相互作用力(內(nèi)力)會改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動量，但不影響系統(tǒng)的總動量，因此不必分析內(nèi)力。如果在所選定的研究過程的不同階段中物體的受力情況不同，則要分別計(jì)算它們的沖量，然后求它們的矢量和。(3)規(guī)定正方向由于力、沖量、速度、動量都是矢量，在一維的情況下，列式前先規(guī)定一個正方向，與規(guī)定的正方向相同的矢量為正，反之為負(fù)。(4)寫出研究對象的初、末動量和合外力的沖量(或各外力在各個階段的沖量的矢量和)。(5)根據(jù)動量定理列式求解。2．應(yīng)用動量定理解題的注意事項(xiàng)(1)動量定理的表達(dá)式是矢量式，列式時要注意各個量與規(guī)定的正方向之間的關(guān)系(即要注意各個量的正、負(fù))。(2)動量定理中的沖量是合外力的沖量，而不是某一個力的沖量，它可以是合力的沖量，也可以是各力沖量的矢量和，還可以是外力在不同階段的沖量的矢量和。(3)應(yīng)用動量定理可以只研究一個物體，也可以研究幾個物體組成的系統(tǒng)。(4)初態(tài)的動量p是系統(tǒng)各部分動量之和，末態(tài)的動量p′也是系統(tǒng)各部分動量之和。(5)對系統(tǒng)各部分的動量進(jìn)行描述時，應(yīng)該選取同一個參考系，不然求和無實(shí)際意義。2021年東京奧運(yùn)會蹦床項(xiàng)目女子決賽中，中國選手朱雪瑩奪得冠軍，劉靈玲獲得亞軍。比賽中質(zhì)量為m的運(yùn)動員從床墊正上方h1高處自由落下，落墊后反彈的高度為h2，設(shè)運(yùn)動員與床墊接觸的時間為t，求在運(yùn)動員與床墊接觸的時間內(nèi)運(yùn)動員對床墊的平均作用力。(空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g)例2[延伸思考]

(1)床墊對運(yùn)動員的沖量是多少？(2)如果運(yùn)動員不是落在床墊上，而是落在水泥地面上，運(yùn)動員所受的平均沖力表達(dá)式相同嗎？實(shí)際結(jié)果有區(qū)別嗎？〔變式訓(xùn)練2〕

(2023·浙江高三月考)如圖所示是某手機(jī)防摔裝置，商家宣傳只要手機(jī)摔落角度合適，可以保證2m高處自由摔落而不破，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．有手機(jī)防摔裝置就不用擔(dān)心2m內(nèi)下落摔破手機(jī)了B．防摔裝置中氣囊的作用類似輪船邊懸掛的防撞輪胎所起的作用C．手機(jī)從同一地方靜止摔落，有防摔裝置時地面給它的沖量較小D．手機(jī)與地面碰撞過程中手機(jī)對地面的沖量與地面對手機(jī)的沖量相同B[解析]有手機(jī)防摔裝置就不用擔(dān)心2m內(nèi)下落摔破手機(jī)了，這個說法是錯誤的，有手機(jī)防摔裝置，只是有一定的保護(hù)作用而已，并不一定保證一定安全，所以A錯誤；防摔裝置中氣囊的作用類似輪船邊懸掛的防撞輪胎所起的作用，所以B正確；手機(jī)從同一地方靜止摔落，有防摔裝置時地面給它的沖量一樣，因?yàn)楦叨认嗤侣渌俣却笮∠嗤?，根?jù)動量定理，但是有防摔裝置時質(zhì)量變大，則動量的變化量增大，則有防摔裝置時地面給它的沖量較大，所以C錯誤；沖量為矢量有方向，則手機(jī)與地面碰撞過程中手機(jī)對地面的沖量與地面對手機(jī)的沖量大小相等，方向相反，所以D錯誤。A[解析]設(shè)腳著地瞬間的速度大小為v，取豎直向上為正，穿著平底布鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理(F－G)·t0＝0－(－mv)，其中F＝3G，穿上氣墊鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理有(F′－Gt0＝0－(－mv)，解得F＝G。故選A。名師講壇·素養(yǎng)提升用動量定理求解流體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建立方程，應(yīng)用動量定理FΔt＝Δp研究(2023·山東高三月考)水上飛人表演是觀賞性較高的水上表演項(xiàng)目，水上摩托艇加上與之相連的軟管和飛行踏板構(gòu)成了水上飛行器的核心結(jié)構(gòu)。飛行踏板靠一根水管連接在摩托艇的噴射口，通過摩托艇的噴射動力把飛行踏板沖起來，人在空中能完成各種特技動作。飛行踏板有1個進(jìn)水口和2個出水口，從進(jìn)水口進(jìn)入的水從2個出水口噴出，進(jìn)水口和出水口均與踏板垂直。進(jìn)水口的橫截面積為S,2個出水口橫截面積例3(1)水從飛行踏板出水口噴出的速度大小；(2)為維持懸停，摩托艇發(fā)動機(jī)的輸出功率。[解析](1)設(shè)噴出的速度大小為v，極短時間Δt內(nèi)，噴出水的質(zhì)量為Δm＝ρSvΔt，規(guī)定向下為正方向，對作用過程，根據(jù)動量定理可得FΔt＝Δmv－(－Δmv)，由于人懸浮在空中，水對飛行踏板的力等于飛行踏板所受重力，根據(jù)平衡條件可得〔變式訓(xùn)練4〕

(2023·河南高三模擬)某地派出所幫助村民將一輛被風(fēng)吹跑的三輪車推上圩埂。若三輪車被吹下圩埂時風(fēng)速約為20m/s，空氣的密度為1.3kg/m3，假設(shè)空氣垂直吹到靜止的三輪車上時速度變?yōu)?，已知三輪車的迎風(fēng)面積約為2.5m2，可估算三輪車被吹下圩埂時受到風(fēng)吹的力約為(

)A．200N B.500NC.900N D.1300N[解析]根據(jù)動量定理可知Ft＝ρSvt·v，即F＝ρSv2，代入數(shù)據(jù)解得F＝1300N。故選D。D2年高考·1年模擬1.(2022·山東卷)我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號系列運(yùn)載火箭。如圖所示，發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近零時再點(diǎn)火飛向太空。從火箭開始運(yùn)動到點(diǎn)火的過程中(

)A．火箭的加速度為零時，動能最大B．高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動能C．高壓氣體對火箭推力的沖量等于火箭動量的增加量D．高壓氣體的推力和空氣阻力對火箭做功之和等于火箭動能的增加量A[解析]火箭從發(fā)射倉發(fā)射出來，受豎直向下的重力、豎直向下的空氣阻力和豎直向上的高壓氣體的推力作用，且推力大小不斷減小，剛開始向上的時候高壓氣體的推力大于向下的重力和空氣阻力之和，故火箭向上做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)向上的高壓氣體的推力等于向下的重力和空氣阻力之和時，火箭的加速度為零，速度最大，接著向上的高壓氣體的推力小于向下的重力和空氣阻力之和時，火箭接著向上做加速度增大的減速運(yùn)動，直至速度為零，故當(dāng)火箭的加速度為零時，速度最大，動能最大，故A正確；根據(jù)能量守恒定律，可知高壓氣體釋放的能量轉(zhuǎn)化為火箭的動能、火箭的重力勢能和內(nèi)能，故B錯誤；根據(jù)動量定理，可知合力沖量等于火箭動量的增加