人教版高考物理一轮复习第6章动量和动量守恒定律第1讲动量动量定理课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第6章动量和动量守恒定律第1讲动量动量定理课件，共58页。PPT课件主要包含了知识点1，千克米每秒，平行四边形定则，末动量，初动量，p′－p，知识点2，动量定理，作用时间，FΔt等内容，欢迎下载使用。

第1讲　动量　动量定理
1 知识梳理·双基自测
1．动量(1)定义：运动物体的_______和_______的乘积。(2)公式：p＝_____。(3)单位：_____________，符号是kg·m/s。(4)矢量性：方向与_____的方向相同，运算遵循_______________。
2．动量变化量(1)定义：物体在某段时间内_________和_________的矢量差(也是矢量)。(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，Δp＝_________。
1．冲量(1)定义：力与力的___________的乘积。(2)公式：I＝______。(3)单位：_________，符号是_______。(4)矢量性：方向与___________相同。(5)物理意义：反映力的作用对_______的积累效应。
2．动量定理(1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受_____________。(2)表达式：mv′－mv＝________或p′－p＝________。思考：教材中是如何推导动量定理表达式的？
一、堵点疏通1．某物体的速度大小不变，动量一定不变。(　　)2．物体的质量越大，动量一定越大。(　　)3．物体的动量相同，其动能一定也相同。(　　)4．冲量是矢量，其方向与力的方向相同。(　　)5．力越大，力对物体的冲量越大。(　　)6．若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。(　　)
×　×　×　√　×　√　
二、对点激活1．下列关于动量和冲量的说法不正确的是(　　)A．动量大的物体动能不一定大B．物体运动状态发生变化，则其动量一定发生改变C．冲量是物体动量变化的原因D．冲量方向与动量方向一致
2．为了研究平抛物体的运动，用两个相同小球A，B做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面。A，B两小球开始下落到落地前瞬间的过程中，下列对A，B球描述正确的是(　　)A．A球与B球的速率变化量相同B．A球与B球的动量变化量相同C．A球与B球的动量变化率不同D．A球与B球的动能变化量不同
[解析]　因为A球立即水平飞出，以一定的速度做平抛运动，B球被松开，做自由落体运动，所以两球落地的速率不同，速率的变化量也不同，故A错误；两球落地的时间相同，受到的重力也相同，落地过程中重力的冲量相同，则两球动量的变化量相同，故B正确；A球与B球的动量变化率等于重力，故A球与B球的动量变化率相同，故C错误；下落过程中重力做功相同，则动能变化量相同，故D错误。
3．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长量，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力多大？
2 核心考点·重点突破
1．动量的性质(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示。(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。
2．冲量的性质(1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。(2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
　(2021·云南玉溪一中月考)如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c点无初速度释放，下列关于它们下滑过程的说法中正确的是(　　)A．重力对各环的冲量中a的最大B．弹力对各环的冲量中c的最大C．合力对各环的冲量大小相等D．各环的动能增量相等
(1)恒力冲量的计算首先考虑公式，其次考虑用动量定理求解；变力冲量的计算首先用动量定理求解，其次可考虑F－t图像中的面积对应冲量。(2)总冲量的三种求法：①若各个外力是恒力，且各力的作用时间也相同，可以先求出合力再乘以时间求冲量，即I合＝F合·t。②若各个外力是恒力，但各力的作用时间不相同，可以先求出每个外力在相应时间内的冲量，然后求各外力冲量的矢量和。③若外力是变力，可以应用动量定理求合外力的冲量。
〔变式训练1〕将质量相等的三只小球a，b，c从离地同一高度以大小相同的初速度分别上抛、下抛、平抛出去，空气阻力不计，那么，有关三球动量和冲量的情况是(　　)A．三球刚着地时的动量均相同B．三球刚着地时的动量均不相同C．三球从抛出到落地时间内，受重力冲量最大的是a球，最小的是b球D．三球从抛出到落地时间内，动量的变化量均相同
[解析]　三个小球a，b，c在空中均只受重力，故机械能守恒，则三小球落地时的速度大小相等，但c速度不沿竖直方向，故a，b的速度相等，动量相等，但与c不相等，故选项A，B错误；由于a的时间最长，b的时间最短，故a受冲量最大，b受冲量最小，选项C正确；物体动量的变化量等于合外力的冲量，故a动量变化最大，b最小，选项D错误。
1．应用动量定理解题的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，系统内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段。
对动量定理的理解及应用
(2)进行受力分析只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总动量，因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程的不同阶段中物体的受力情况不同，则要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。
(3)规定正方向由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前先规定一个正方向，与规定的正方向相同的矢量为正，反之为负。(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。(5)根据动量定理列式求解。
2．应用动量定理解题的注意事项(1)动量定理的表达式是矢量式，列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系(即要注意各个量的正、负)。(2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和。(3)应用动量定理可以只研究一个物体，也可以研究几个物体组成的系统。
(4)初态的动量p是系统各部分动量之和，末态的动量p′也是系统各部分动量之和。(5)对系统各部分的动量进行描述时，应该选取同一个参考系，不然求和无实际意义。
“蹦床”已成为奥运会的比赛项目。质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下，落垫后反弹的高度为h2，设运动员每次与床垫接触的时间为t，求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力。(空气阻力不计，重力加速度为g)[延伸思考]　(1)床垫对运动员的冲量是多少？(2)如果运动员不是落在床垫上，而是落在水泥地面上，运动员所受的平均冲力表达式相同吗？实际结果有区别吗？
3 名师讲坛·素养提升
用动量定理求解流体冲击力问题应用动量定理求解流体冲击力，关键是“柱体微元”模型，具体思路是：(1)在极短时间Δt内，取一小柱体作为研究对象。(2)求小柱体的体积ΔV＝vSΔt(3)求小柱体质量Δm＝ρΔV＝ρvSΔt(4)求小柱体的动量变化Δp＝vΔm＝ρv2SΔt(5)应用动量定理FΔt＝Δp
　某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。
〔变式训练3〕一艘宇宙飞船以v＝1.0×104m/s的速度进入密度为ρ＝2.0×10－7kg/m3的微陨石流中，如果飞船在垂直于运动方向上的最大截面积S＝5 m2，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上。为使飞船的速度保持不变，飞船的牵引力应为多大？[答案]　100 N
[解析]　设t时间内附着在飞船上的微陨石总质量为Δm，则Δm＝ρSvt①这些微陨石由静止至随飞船一起运动，其动量增加是受飞船对其作用的结果，由动量定理有Ft＝Δp＝Δmv②则微陨石对飞船的冲量大小也为Ft，为使飞船速度保持不变，飞船应增加的牵引力为ΔF＝F③综合①②③并代入数值得ΔF＝100 N，即飞船的牵引力应为100 N。
4 2年高考·1年模拟
1．(2020·课标Ⅰ，14)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是(　　)A．增加了司机单位面积的受力大小B．减少了碰撞前后司机动量的变化量C．将司机的动能全部转换成汽车的动能D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
2．(2020·课标Ⅱ，21)(多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为(　　)A．48 kg　B．53 kgC．58 kg　D．63 kg
3．(2019·全国卷Ⅰ，16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　)A．1.6×102 kg　　B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg　D．1.6×106 kg
4．(2019·全国卷Ⅱ，25)一质量为m＝2 000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机突然发现前方100 m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图(a)中的图线。图(a)中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶)，t1＝0.8 s；t1～t2时间段为刹车系统的启动时间，t2＝1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m。
(1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v－t图线。(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小。
(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1～t2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少(以t1～t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?[答案]　(1)如图所示　(2)28 m/s　8 m/s2　(3)30 m/s　1.16×105 J　87.5 m