2022年高考物理一輪-動(dòng)量　沖量　動(dòng)量定理學(xué)生版

文檔來源網(wǎng)絡(luò)整理侵權(quán)必刪PAGE1碰撞與動(dòng)量守恒定律學(xué)科素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任沖量、動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律科學(xué)推理：用動(dòng)量守恒定律分析物理問題模型建構(gòu)：碰撞模型、人船模型和反沖模型通過驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力利用物理知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象，體會(huì)自然界的和諧與統(tǒng)一考情分析動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律是本部分的重點(diǎn)知識(shí)，也是考查的熱點(diǎn)。命題方式呈現(xiàn)多樣化，動(dòng)量既可以和能量結(jié)合，還可以和運(yùn)動(dòng)學(xué)聯(lián)系，經(jīng)常用于解決生活中的常見問題，如碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等；另外還可以和電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系。備考題型有：(1)動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用；(2)動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用；(3)動(dòng)量守恒定律與磁場、電磁感應(yīng)、原子物理等知識(shí)的綜合應(yīng)用。備考指導(dǎo)學(xué)習(xí)完動(dòng)量部分后形成了完整的解決物體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)方法，加深了對物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)和理解。要理解掌握動(dòng)量、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的基本規(guī)律。針對常見的碰撞、反沖和爆炸等模型要熟練掌握動(dòng)量和能量、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電磁感應(yīng)諸多知識(shí)都能相互融合，形成復(fù)雜的多過程，交叉知識(shí)的問題，可以作為高考大題，注意知識(shí)之間的銜接。6.1動(dòng)量沖量動(dòng)量定理必備知識(shí)清單一、動(dòng)量、動(dòng)量變化、沖量1．動(dòng)量(1)定義：物體的與的乘積．(2)表達(dá)式：p＝(3)方向：動(dòng)量的方向與的方向相同．2．動(dòng)量的變化(1)因?yàn)閯?dòng)量是矢量，動(dòng)量的變化量Δp也是，其方向與速度的改變量Δv的方向(2)動(dòng)量的變化量Δp，一般用末動(dòng)量p′減去初動(dòng)量p進(jìn)行矢量運(yùn)算，也稱為動(dòng)量的增量．即Δp＝3．沖量(1)定義：與的乘積叫做力的沖量．(2)公式：(3)單位：(4)方向：沖量是，其方向二、動(dòng)量定理1．內(nèi)容：物體在一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始末的等于它在這個(gè)過程中所受合力的沖量．2．公式：或3．動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理反映了力的沖量與之間的因果關(guān)系，即合力的沖量是原因，物體的動(dòng)量變化量是結(jié)果．(2)動(dòng)量定理中的沖量是的沖量，而不是某一個(gè)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(dòng)量定理表達(dá)式是式，等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含義．命題點(diǎn)精析（一）對動(dòng)量和沖量的理解1．對動(dòng)量的理解(1)動(dòng)量的兩性①瞬時(shí)性：動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是針對某一時(shí)刻或位置而言的．②相對性：動(dòng)量的大小與參考系的選取有關(guān)，通常是指相對地面的動(dòng)量．(2)動(dòng)量與動(dòng)能的比較動(dòng)量動(dòng)能物理意義描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)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)量變化因素物體所受沖量外力所做的功大小關(guān)系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)對于給定的物體，若動(dòng)能發(fā)生了變化，動(dòng)量一定也發(fā)生了變化；而動(dòng)量發(fā)生變化，動(dòng)能不一定發(fā)生變化．它們都是相對量，均與參考系的選取有關(guān)，高中階段通常選取地面為參考系2.對沖量的理解(1)沖量的兩性①時(shí)間性：沖量不僅與力有關(guān)，還與力的作用時(shí)間有關(guān)，恒力的沖量等于該力與該力的作用時(shí)間的乘積．②矢量性：對于方向恒定的力來說，沖量的方向與力的方向一致；對于作用時(shí)間內(nèi)方向變化的力來說，沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量改變量的方向一致．(2)作用力和反作用力的沖量：一定等大、反向，但作用力和反作用力做的功之間并無必然聯(lián)系．(3)沖量與功的比較沖量功定義作用在物體上的力和力的作用時(shí)間的乘積作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移的乘積單位N·sJ公式I＝Ft(F為恒力)W＝Flcosα(F為恒力)標(biāo)矢性矢量標(biāo)量意義①表示力對時(shí)間的累積②是動(dòng)量變化的量度①表示力對空間的累積②是能量變化多少的量度都是過程量，都與力的作用過程相聯(lián)系典型例題例1如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)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(gè)完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q點(diǎn)無初速度釋放，在它們各自沿MP、QN運(yùn)動(dòng)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(dòng)量變化大小相同練1跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上由靜止直立落下，落入水中后在水中減速運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)并未到達(dá)池底，不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于運(yùn)動(dòng)員從靜止落下到在水中向下運(yùn)動(dòng)到速度為零的過程中，下列說法不正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員在空中動(dòng)量的變化量等于重力的沖量B．運(yùn)動(dòng)員整個(gè)向下運(yùn)動(dòng)過程中合外力的沖量為零C．運(yùn)動(dòng)員在水中動(dòng)量的變化量等于水的作用力的沖量D．運(yùn)動(dòng)員整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向練2如圖所示，學(xué)生練習(xí)用頭顛球。某一次足球靜止自由下落80cm，被重新頂起，離開頭部后豎直上升的最大高度仍為80cm。已知足球與頭部的作用時(shí)間為0.1s，足球的質(zhì)量為0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A．頭部對足球的平均作用力為足球重力的10倍B．足球下落到與頭部剛接觸時(shí)動(dòng)量大小為3.2kg·m/sC．足球與頭部作用過程中動(dòng)量變化量大小為3.2kg·m/sD．足球從最高點(diǎn)下落至重新回到最高點(diǎn)的過程中重力的沖量大小為3.2N·s命題點(diǎn)精析（二）動(dòng)量定理的理解及應(yīng)用1．對動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式Ft＝p′－p是矢量式，左邊是物體受到的所有外力的總沖量，而不是某一個(gè)力的沖量．其中F是所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是變力，如果合外力是變力，則F是合外力在時(shí)間t內(nèi)的平均值．(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式Ft＝p′－p說明了兩邊的因果關(guān)系，即合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因．(3)動(dòng)量定理說明的是合外力的沖量I合和動(dòng)量變化量Δp的關(guān)系，合外力的沖量由動(dòng)量的變化量反映出來，I合與Δp不僅大小相等，方向也相同．(4)動(dòng)量定理具有普適性，動(dòng)量定理不僅適用于恒力作用，也適用于變力作用．2．動(dòng)量定理的要點(diǎn)(1)矢量式．(2)F既可以是恒力也可以是變力．(3)沖量是動(dòng)量變化的原因．(4)由Ft＝p′－p，得F＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(Δp,t)，即物體所受的合力等于物體的動(dòng)量對時(shí)間的變化率．3．用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象(1)Δp一定時(shí)，F(xiàn)的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長，力就越?。?2)F一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越長，Δp就越大；力的作用時(shí)間越短，Δp就越?。治鰡栴}時(shí)，要把哪個(gè)量一定，哪個(gè)量變化搞清楚．例2核桃是“四大堅(jiān)果”之一，核桃仁具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，但核桃殼十分堅(jiān)硬，不借助專用工具不易剝開．小悠同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)開核竅門：把核桃豎直上拋落回與堅(jiān)硬地面撞擊后就能開裂．拋出點(diǎn)距離地面的高度為H，上拋后達(dá)到的最高點(diǎn)與拋出點(diǎn)的距離為h.已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)．(1)求核桃落回地面的速度大小v；(2)已知核桃質(zhì)量為m，與地面撞擊作用時(shí)間為Δt，撞擊后豎直反彈h1高度，求核桃與地面之間的平均作用力F.練3行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時(shí)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(dòng)量的變化量C．將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)能D．延長了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積練4材料相同、質(zhì)量不同的兩滑塊，以相同的初動(dòng)能分別在水平面上運(yùn)動(dòng)直到停止，則()A．質(zhì)量大的滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間長B．質(zhì)量小的滑塊運(yùn)動(dòng)位移大C．質(zhì)量大的滑塊所受摩擦力的沖量小D．質(zhì)量小的滑塊克服摩擦力做功多命題點(diǎn)精析（三）動(dòng)量定理在多過程中的應(yīng)用例3一高空作業(yè)的工人質(zhì)量為60kg，系一條長為L＝5m的安全帶，若工人由靜止不慎跌落時(shí)安全帶的緩沖時(shí)間t＝1s(工人最終靜止懸掛在空中)，則緩沖過程中安全帶受的平均沖力是多少？(g取10m/s2，忽略空氣阻力的影響)練5一物體在合外力F的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，合外力方向不變，大小隨時(shí)間的變化如圖所示，在t0和2t0時(shí)刻，物體的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2，動(dòng)量分別為p1、p2，則()A．Ek2＝8Ek1，p2＝4p1 B．Ek2＝3Ek1，p2＝3p1C．Ek2＝9Ek1，p2＝3p1 D．Ek2＝3Ek1，p2＝2p1練6一質(zhì)量為0.5kg的物塊靜止在水平地面上，物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。現(xiàn)給物塊一水平方向的外力F，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度取10m/s2，則()A．t＝1s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為2kg·m/sB．t＝1.5s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為2kg·m/sC．t＝(6－2eq\r(3))s時(shí)物塊的速度大小為0.5m/sD．在3～4s的時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力逐漸減小核心素養(yǎng)大提升動(dòng)量定理與微元法的綜合應(yīng)用機(jī)槍連續(xù)發(fā)射子彈、水柱持續(xù)沖擊煤層等都屬于連續(xù)作用問題．這類問題的特點(diǎn)是：研究對象不是質(zhì)點(diǎn)(也不是能看成質(zhì)點(diǎn)的物體)，動(dòng)量定理應(yīng)用的對象是質(zhì)點(diǎn)或可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體，所以應(yīng)設(shè)法把子彈、水柱質(zhì)點(diǎn)化，通常選取一小段時(shí)間內(nèi)射出的子彈或噴出的水柱作為研究對象，對它們進(jìn)行受力分析，應(yīng)用動(dòng)量定理，或者綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合求解．1．研究對象常常需要選取流體為研究對象，如水、空氣等．2．研究方法隔離出一定形狀的一部分流體作為研究對象，然后列式求解．3．基本思路(1)在極短時(shí)間Δt內(nèi)，取一小柱體作為研究對象．(2)求小柱體的體積ΔV＝vSΔt(3)求小柱體質(zhì)量Δm＝ρΔV＝ρvSΔt(4)求小柱體的動(dòng)量變化Δp＝vΔm＝ρv2SΔt(5)應(yīng)用動(dòng)量定理FΔt＝Δp例4如圖所示，由噴泉中噴出的水柱，把一個(gè)質(zhì)量為M的垃圾桶倒頂在空中，水以速率v0、恒定的質(zhì)量增率(即單位時(shí)間噴出的質(zhì)量)eq\f(Δm,Δt)從地下射向空中。求垃圾桶可停留的最大高度。(設(shè)水柱噴到桶底后以相同的速率反彈，重力加速度為g)練7正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量．為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系．(注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題