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專題十一碰撞與動量守恒專題十一碰撞與動量守恒1通用版2022屆高考物理一輪復習專題十一碰撞與動量守恒第1講動量動量守恒定律課件2通用版2022屆高考物理一輪復習專題十一碰撞與動量守恒第1講動量動量守恒定律課件3第1講動量動量守恒定律第1講動量動量守恒定律4一、動量動量定理1.沖量作用時間Ft力F(1)定義:力和力的___________的乘積.(2)公式:I=________,適用于求恒力的沖量.(3)方向:與________的方向相同.一、動量動量定理1.沖量作用時間Ft力F(1)定義:力和力52.動量速度mvkg·m/s速度

(1)定義:物體的質量與________的乘積. (2)公式:p=________. (3)單位:千克·米/秒,符號:________. (4)意義:動量是描述物體運動狀態的物理量,是矢量,其方向與________的方向相同.2.動量速度mvkg·m/s速度 (1)定義:物體的質量與_6二、動量定理和動量守恒定律動量沖量不受外力零F合

tF合

tm1v1′+m2v2′二、動量定理和動量守恒定律動量沖量不受外力零F合tF合t7【基礎自測】1.判斷下列題目的正誤.)(1)物體的動量越大,其慣性也越大.((2)物體所受合力不變,則動量也不改變.()(3)物體沿水平面運動時,重力不做功,其沖量為零.()(4)物體所受合外力的沖量的方向與物體末動量的方向相同.()

(5)動量守恒定律表達式m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′一定是矢量式,應用時一定要規定正方向,且其中的速度必須相對同一個參考系.()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√【基礎自測】)(1)物體的動量越大,其慣性也越大.()(3)82.如圖11-1-1所示,一個物體在與水平方向成θ角的拉力F的作用下勻速前進了時間t,則()

圖11-1-1A.拉力F對物體的沖量大小為FtcosθB.拉力對物體的沖量大小為FtsinθC.摩擦力對物體的沖量大小為FtsinθD.合外力對物體的沖量大小為零2.如圖11-1-1所示,一個物體在與水平方向成θ角的拉9

解析:求沖量時,必須明確是哪一個力在哪一段時間內的沖量.本題中,作用的時間都是t,根據公式I=F·t求得力F對物體的沖量就是Ft,A、B均錯誤;物體做勻速運動,因此物體受到的摩擦力Ff=Fcosθ,所以摩擦力對物體的沖量大小為Fft=Fcosθ·t,C錯誤;物體勻速運動,合外力為零,所以合外力對物體的沖量大小為零,D正確.答案:D 解析:求沖量時,必須明確是哪一個力在哪一段時間內的答案:D10

3.(2019年安徽阜陽第三中學模擬)2019年阜陽三中科學晚會中,科技制作社團表演了“震撼動量球”實驗.為感受碰撞過程中的力,在互動環節,表演者將球拋向觀眾,假設質量約為3kg的超大氣球以2m/s速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時間為0.2s.忽略氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2.則觀眾雙手受的壓力共計()A.30NB.60NC.90ND.120N

解析:取豎直向下為正方向,對大氣球由動量定理有:(mg-F)·Δt=mv′-mv,代入數據解得:F=90N,故C正確.

答案:C 3.(2019年安徽阜陽第三中學模擬)2019年阜陽三11

4.如圖11-1-2所示,質量為M的小車A停放在光滑的水平面上,小車上表面粗糙.質量為m的滑塊B以初速度v0

滑到小車A上,車足夠長,滑塊不會從車上滑落,則小車的最終速度大小為()圖11-1-2A.零B.mv0

MC.

mv0M+mD.

mv0M-m答案:C 4.如圖11-1-2所示,質量為M的小車A停放12熱點1考向1動量定理的理解及應用對動量和沖量的理解

[熱點歸納] 1.動量的兩性. (1)瞬時性:動量是描述物體運動狀態的物理量,是針對某一時刻或位置而言的. (2)相對性:動量的大小與參考系的選取有關,通常情況是指相對地面的動量(通常取地面為參考系).熱點1動量定理的理解及應用 [熱點歸納]132.動量與動能的比較.2.動量與動能的比較.14(續表)(續表)15【典題1】高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零)的勻加速直線運動.在啟動階段,列車的動量(

圖11-1-3 A.與它的速度成正比

B.與它所經歷的時間成正比

C.與它的位移成正比

D.與它的動能成正比【典題1】高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零)的勻加16

解析:由動量公式p=mv可知,動量與速度成正比,故A正確;由公式v=at可得p=mat,動量與它所經歷的時間成正

誤.

答案:AB 解析:由動量公式p=mv可知,動量與速度成正比,故A171.沖量的性質(1)沖量的兩性①時間性:沖量不僅由力決定,還由力的作用時間決定,恒力的沖量等于力與該力的作用時間的乘積.

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;對于作用時間內方向變化的力來說,相應時間內物體動量改變量的方向與沖量的方向一致.(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系.考向2對沖量的理解1.沖量的性質①時間性:沖量不僅由力決定,還由力的作用時間決18(3)沖量與功的比較(3)沖量與功的比較192.沖量的四種計算方法2.沖量的四種計算方法20

【典題2】(2020

年河南濮陽縣第一中學月考)如圖11-1-4所示,墊球是排球運動中通過手臂的迎擊動作,使來球從墊擊面上反彈出去的一項擊球技術,若某次從墊擊面上反彈出去豎直向上運動的排球,之后又落回到原位置,設整個運動過程中排球所受阻力大小不變,則()圖11-1-4 【典題2】(2020年河南濮陽縣第一中學月考)如圖121

A.球從擊出到落回的時間內,重力的沖量為零

B.球從擊出到落回的時間內,空氣阻力的沖量為零

C.球上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量

D.球上升階段動量的變化量等于下降階段動量的變化量

解析:整個過程中,重力不為零,作用時間不為零,根據IG=mgt可知,重力沖量不為零,故A錯誤;由于整個過程中,阻力都做負功,所以上升階段的平均速度大于下降階段的平均速度,即上升過程所用時間比下降過程所用時間少,根據If=Ft可知上升階段阻力沖量小于下降階段阻力沖量,整個過程中 A.球從擊出到落回的時間內,重力的沖量為零22阻力沖量不為零,故B錯誤,C正確;設初速度為v0,上升階段,初速度為v0,末速度為零,動量變化量為Δp1=0-mv0=-mv0,下降階段,初速度為零,末速度小于v0,動量變化量為Δp2<mv0-0=mv0,兩者不相等,故D錯誤.答案:C阻力沖量不為零,故B錯誤,C正確;設初速度為v0,上23考向3用動量定理解釋現象

[熱點歸納]

應用動量定理解釋的兩類物理現象:

(1)當物體的動量變化量一定時,力的作用時間Δt越短,力F就越大,力的作用時間Δt越長,力F就越小,例如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎. (2)當作用力F一定時,力的作用時間Δt越長,動量變化量Δp就越大,力的作用時間Δt越短,動量變化量Δp就越小.考向3用動量定理解釋現象 [熱點歸納]24

【典題3】(2020

年新課標Ⅰ卷)行駛中的汽車如果發生劇烈碰撞,車內的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體.若碰撞后汽車的速度在很短時間內減小為零,關于安全氣囊在此過程中的作用,下列說法正確的是()A.增加了司機單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機動量的變化量C.將司機的動能全部轉換成汽車的動能D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積 【典題3】(2020年新課標Ⅰ卷)行駛中的汽車如果發生25

解析:因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機單位面積的受力大小,故A錯誤;有無安全氣囊司機初動量和末動量均相同,所以動量的改變量也相同,故B錯誤;因有安全氣囊的存在,司機和安全氣囊接觸后會有一部分動能轉化為氣體的內能,不能全部轉化成汽車的動能,故C錯誤;因為安全氣囊充氣后面積增大,司機的受力面積也增大,在司機擠壓氣囊作用過程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時間,故D正確.答案:D 解析:因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機答案:D26考向4動量定理的應用

[熱點歸納]

應用動量定理(I=Δp)解題的注意事項:

(1)動量定理的表達式是矢量式,列式時要注意各個量與規定的正方向之間的關系(即要注意各個量的正負). (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.當合力遠大于重力時可忽略重力的沖量.考向4動量定理的應用 [熱點歸納]27(3)應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.(4)初態的動量p是系統各部分動量之和,末態的動量p′也是系統各部分動量之和.(5)對系統各部分的動量進行描述時,應該選取同一個參考系,不然求和無實際意義.

(6)對不涉及加速度和位移的力與運動的關系問題,應用動量定理不需要考慮運動過程的細節,解題較為方便.對于變力的沖量,往往通過動量定理來計算.(3)應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28

【典題4】(2018

年新課標Ⅱ卷)高空墜物極易對行人造成傷害.若一個

50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的撞擊時間約為0.002s,則該雞蛋對地面產生的沖擊力約為()A.10N2N3N4

N

解析:設雞蛋落地瞬間的速度為v,每層樓的高度大約是

落地時受到自身的重力和地面的支持力,規定向上為正, 由動量定理可知:(N-mg)t=0-(-mv), 解得:N=939.74N,根據牛頓第三定律可知雞蛋對地面產生的沖擊力為939.74N,與C最接近,故C正確.

答案:C 【典題4】(2018年新課標Ⅱ卷)高空墜物極易對行人造29

【遷移拓展】(2019年新課標Ⅰ卷)最近,我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發動機聯試成功,這標志著我國重型運載火箭的研發取得突破性進展.若某次實驗中該發動機向后噴射的氣體速度約為3km/s,產生的推力約為4.8×106N,則它在1s時間內噴射的氣體質量約為()A.1.6×102

kgC.1.6×105kgB.1.6×103kgD.1.6×106kg 【遷移拓展】(2019年新課標Ⅰ卷)最近,我國為“長征九30Ft4.8×106×1

解析:設該發動機在ts時間內,噴射出的氣體質量為m,根據動量定理,Ft=mv,可知,在1s內噴射出的氣體質量kg=1.6×103kg,故B正確.m0==

v3000

答案:BFt4.8×106×1 解析:設該發動機在ts31熱點2動量守恒定律的理解及應用

[熱點歸納] 1.動量守恒定律適用條件. (1)前提條件:存在相互作用的體系. (2)理想條件:系統不受外力. (3)實際條件:系統所受合外力為0. (4)近似條件:系統內各物體間相互作用的內力遠大于系統所受的外力. (5)方向條件:系統在某一方向上滿足上面的條件,則此方向上動量守恒.熱點2動量守恒定律的理解及應用 [熱點歸納]322.動量守恒定律的“五性”:2.動量守恒定律的“五性”:333.動量守恒定律的三種表達式及對應意義:(1)p=p′,即系統相互作用前的總動量p等于相互作用后的總動量p′.(2)Δp=p′-p=0,即系統總動量的增量為0.

(3)Δp1=-Δp2,即兩個物體組成的系統中,一部分動量的變化量與另一部分動量的變化量大小相等、方向相反.3.動量守恒定律的三種表達式及對應意義:(1)p=p′,即系344.應用動量守恒定律的解題步驟:(1)明確研究對象,確定系統的組成(系統包括哪幾個物體及研究的過程).(2)進行受力分析,判斷系統動量是否守恒(或某一方向上是否守恒).(3)規定正方向,確定初、末狀態動量.(4)由動量守恒定律列出方程.(5)代入數據,求出結果,必要時討論說明.4.應用動量守恒定律的解題步驟:(1)明確研究對象,確定系統35考向1動量守恒的判斷

【典題5】如圖11-1-5所示,A、B兩物體的質量之比mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上.A、B間有一根被壓縮的

()

圖11-1-5 A.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B組成的系統動量守恒考向1動量守恒的判斷 【典題5】如圖11-1-5所示36B.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B、C組成的系統動量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成的系統動量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成的系統動量守恒

解析:如果A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,彈簧釋放后A、B分別相對小車向左、向右滑動,它們所受的滑動摩擦力FfA向右,FfB向左,由于mA∶mB=3∶2,所以FfA∶FfBB.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B、C37=3∶2,則A、B組成的系統所受的外力之和不為零,故其動量不守恒,A錯誤;對A、B、C組成的系統,A、B與C間的摩擦力為內力,該系統所受的外力為豎直方向的重力和支持力,它們的合力為零,故該系統的動量守恒,B、D均正確;若A、B所受摩擦力大小相等,則A、B、C組成的系統所受外力之和為零,故其動量守恒,C正確.答案:A=3∶2,則A、B組成的系統所受的外力之和不為零,故其動38考向2動量守恒定律的應用

【典題6】(多選,2020年新課標Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的豎直擋板,一滑冰運動員面對擋板靜止在冰面上,他把一質量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板,運動員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,追上運動員時,運動員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞.總共經過8次這樣推物塊后,運動員退行速度的大小大于5.0m/s,反彈的物塊不能再追上運動員.不計冰面的摩擦力,該運動員的質量可能為()A.48kgB.53kgC.58kgD.63kg考向2動量守恒定律的應用 【典題6】(多選,2020年39定律0=mv1-m0v0,解得v1=

解析:設運動員和物塊的質量分別為m、m0,規定運動員運動的方向為正方向,運動員開始時靜止,第一次將物塊推出后,運動員和物塊的速度大小分別為v1、v0,則根據動量守恒m0

mv0,物塊與彈性擋板撞擊后,運動方向與運動員同向,當運動員再次推出物塊mv1+m0v0=定律0=mv1-m0v0,解得v1= 解析:設運動員和物40得m>52kg,綜上所述,運動員的質量滿足52kg<m<60kg,故A、D錯誤,B、C正確.

答案:BC得m>52kg,綜上所述,運動員的質量滿足52kg<41

考向3某一方向上的動量守恒

【典題7】(2020年山東奎文濰坊一中開學考)如圖11-1-6所示,質量為m

的人立于平板車上,人與車的總質量為M,人與車以速度v1在光滑水平面上向右運動,當此人相對于車以速)度v2

豎直跳起時,車的速度變為(

圖11-1-6 考向3某一方向上的動量守恒)度v2豎直跳起時42

解析:人和車在水平方向上動量守恒,當人豎直跳起時,人和車之間的相互作用在豎直方向上,在水平方向上仍然動量守恒,水平方向的速度不發生變化,所以車的速度仍然為v1,方向向右,故選D.答案:D 解析:人和車在水平方向上動量守恒,當人豎直跳起時,守恒,水43考向4動量守恒定律在多物體系統中的應用

【典題8】兩塊厚度相同的木塊A和B,緊靠著放在光滑的水平面上,其質量分別為mA=2.0kg,mB=0.90kg,它們的下底面光滑,上表面粗糙,另有一質量mC=0.10kg的滑塊C,以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如圖11-1-7所示.由于摩擦,滑塊最后停在木塊B上,B和C的共同速度為0.50m/s.求:圖11-1-7(1)木塊A的最終速度vA.(2)滑塊C離開A時的速度vC′.考向4動量守恒定律在多物體系統中的應用 【典題844解:C從開始滑上A到恰好滑到A的右端的過程中,A、B、C組成的系統動量守恒,有

mCvC=(mB+mA)vA+mCvC′,C剛滑上B到兩者相對靜止,B、C組成的系統動量守恒,有mBvA+mCvC′=(mB+mC)v,解得vA=0.25m/s,vC′=2.75m/s.故木塊A的最終速度vA=0.25m/s,滑塊C離開A時的速度vC′=2.75m/s.解:C從開始滑上A到恰好滑到A的右端的過程中,A、45方法點撥對于多物體多過程的問題有時對整體應用動量守恒,有時只選某部分應用動量守恒,有時分過程多次應用動量守恒,有時全過程應用動量守恒,恰當選擇系統和始、末狀態是解題的關鍵.方法點撥對于多物體多過程的問題有時對整體應用動量守恒,有時只46

【遷移拓展】如圖11-1-8所示,甲車質量m1=20kg,車上有質量M=50kg的人,甲車(連同車上的人)以v=3m/s的速度向右滑行.此時質量m2=50kg的乙車正以v0=1.8m/s的速度迎面滑來,為了避免兩車相撞,當兩車相距適當距離時,人從甲車跳到乙車上.求人跳出甲車的水平速度v(相對地面)應當在什么范圍以內才能避免兩車相撞?(不計地面和小車間的摩擦,設乙車足夠長,g取10m/s2)圖11-1-8 【遷移拓展】如圖11-1-8所示,甲車質量m1=2047解:以人、甲車、乙車組成的系統為研究對象,設甲車、乙車與人具有相同的速度v′,以向右為正方向 由動量守恒得(m1+M)v-m2v0=(m1+m2+M)v′, 解得v′=1m/s.以人與甲車為一系統,人跳離甲車過程動量守恒,以向右為正方向得(m1+M)v=m1v′+Mv″,解得v″=3.8m/s.因此,只要人跳離甲車的速度v″≥3.8m/s,就可避免兩車相撞.解:以人、甲車、乙車組成的系統為研究對象,設甲車、乙車與人具48模型一人船模型模型一人船模型49(續表)(續表)50

【典題9】如圖11-1-9所示,長為l、質量為M的小船停在靜水中,一個質量為m的人站在船頭,若不計水的阻力,當人從船頭走到船尾的過程中,船和人相對地面的位移各是多少?圖11-1-9 【典題9】如圖11-1-9所示,長為l、質量為M51所以s1=M+m

思路點撥:選人和船組成的系統為研究對象,由于人從船頭走到船尾的過程中,系統在水平方向不受外力作用,所以水平方向的動量守恒.

解:設某時刻人對地的速度為v1,船對地的速度為v2,規定人的速度方向為正方向,則

mv1-Mv2=0, 在人從船頭走到船尾的過程中每一時刻系統的動量均守恒,故

mv1t-Mv2t=0,即

ms1-Ms2=0,而

s1+s2=l,

MM+ml,s2=ml.所以s1=M+m 思路點撥:選人和船組成的系統為研究對象,52方法技巧原來靜止的系統滿足動量守恒或某一方向守恒,實質是靜止的系統中物體的反沖運動.方法技巧原來靜止的系統滿足動量守恒或某一方向守恒,實質是靜止53

【觸類旁通】(多選)如圖11-1-10所示,繩長為l,小球質量為m,小車質量為M,將小球向右拉至水平后放手,則(水平面光滑)()

A.系統的動量守恒

B.水平方向任意時刻小球與小車的動量等大反向

C.小球不能向左擺到原高度D.小車向右移動的最大距離為

2mlM+m圖11-1-10答案:BD 【觸類旁通】(多選)如圖11-1-10所示,繩長為l54模型二流體模型模型二流體模型55

【典題10】2019年8月11日超強臺風“利奇馬”登陸青島,導致部分高層建筑頂部的廣告牌損毀.臺風“利奇馬”登陸時的最大風力為9級,最大風速為23m/s.如圖11-1-11所示,某高層建筑頂部廣告牌的尺寸為高5m、寬20m,空氣密度ρ=1.2kg/m3,空氣吹到廣告牌上后速度瞬間減為0,則該廣告牌受到的最大風力約為( A.3.9×104

N C.1.0×104

N)

圖11-1-11 B.6.3×104

N D.9.0×104N 【典題10】2019年8月11日超強臺風“利奇56

解析:廣告牌的面積S=5×20m2=100m2,設t時間內吹到廣告牌上的空氣質量為m,則有m=ρSvt,以風速的方向為正方向,根據動量定理有-Ft=0-mv=0-ρSv2t,解得廣告牌對空氣的最大作用力的大小為F=ρSv2,根據牛頓第三定律得,廣告牌受到的最大風力大小為F′=F=ρSv2

,代入數據得F′≈6.3×104

N,故選B.答案:B 解析:廣告牌的面積S=5×20m2=100m2,設57謝謝觀看!謝謝觀看!58方法技巧對于流體及微粒的動量連續發生變化這類問題,關鍵是應用微元法正確選取研究對象,即選取很短時間Δt內動量發生變化的那部分物質作為研究對象,建立“柱狀模型”:研究對象分布在以S為截面積、長為vΔt的柱體內,質量為Δm=ρSvΔt,分析它在Δt時間內動量的變化情況,再根據動量定理求出有關的物理量.方法技巧對于流體及微粒的動量連續發生變化這類問題,關鍵是應用59專題十一碰撞與動量守恒專題十一碰撞與動量守恒60通用版2022屆高考物理一輪復習專題十一碰撞與動量守恒第1講動量動量守恒定律課件61通用版2022屆高考物理一輪復習專題十一碰撞與動量守恒第1講動量動量守恒定律課件62第1講動量動量守恒定律第1講動量動量守恒定律63一、動量動量定理1.沖量作用時間Ft力F(1)定義:力和力的___________的乘積.(2)公式:I=________,適用于求恒力的沖量.(3)方向:與________的方向相同.一、動量動量定理1.沖量作用時間Ft力F(1)定義:力和力642.動量速度mvkg·m/s速度

(1)定義:物體的質量與________的乘積. (2)公式:p=________. (3)單位:千克·米/秒,符號:________. (4)意義:動量是描述物體運動狀態的物理量,是矢量,其方向與________的方向相同.2.動量速度mvkg·m/s速度 (1)定義:物體的質量與_65二、動量定理和動量守恒定律動量沖量不受外力零F合

tF合

tm1v1′+m2v2′二、動量定理和動量守恒定律動量沖量不受外力零F合tF合t66【基礎自測】1.判斷下列題目的正誤.)(1)物體的動量越大,其慣性也越大.((2)物體所受合力不變,則動量也不改變.()(3)物體沿水平面運動時,重力不做功,其沖量為零.()(4)物體所受合外力的沖量的方向與物體末動量的方向相同.()

(5)動量守恒定律表達式m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′一定是矢量式,應用時一定要規定正方向,且其中的速度必須相對同一個參考系.()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√【基礎自測】)(1)物體的動量越大,其慣性也越大.()(3)672.如圖11-1-1所示,一個物體在與水平方向成θ角的拉力F的作用下勻速前進了時間t,則()

圖11-1-1A.拉力F對物體的沖量大小為FtcosθB.拉力對物體的沖量大小為FtsinθC.摩擦力對物體的沖量大小為FtsinθD.合外力對物體的沖量大小為零2.如圖11-1-1所示,一個物體在與水平方向成θ角的拉68

解析:求沖量時,必須明確是哪一個力在哪一段時間內的沖量.本題中,作用的時間都是t,根據公式I=F·t求得力F對物體的沖量就是Ft,A、B均錯誤;物體做勻速運動,因此物體受到的摩擦力Ff=Fcosθ,所以摩擦力對物體的沖量大小為Fft=Fcosθ·t,C錯誤;物體勻速運動,合外力為零,所以合外力對物體的沖量大小為零,D正確.答案:D 解析:求沖量時,必須明確是哪一個力在哪一段時間內的答案:D69

3.(2019年安徽阜陽第三中學模擬)2019年阜陽三中科學晚會中,科技制作社團表演了“震撼動量球”實驗.為感受碰撞過程中的力,在互動環節,表演者將球拋向觀眾,假設質量約為3kg的超大氣球以2m/s速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時間為0.2s.忽略氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2.則觀眾雙手受的壓力共計()A.30NB.60NC.90ND.120N

解析:取豎直向下為正方向,對大氣球由動量定理有:(mg-F)·Δt=mv′-mv,代入數據解得:F=90N,故C正確.

答案:C 3.(2019年安徽阜陽第三中學模擬)2019年阜陽三70

4.如圖11-1-2所示,質量為M的小車A停放在光滑的水平面上,小車上表面粗糙.質量為m的滑塊B以初速度v0

滑到小車A上,車足夠長,滑塊不會從車上滑落,則小車的最終速度大小為()圖11-1-2A.零B.mv0

MC.

mv0M+mD.

mv0M-m答案:C 4.如圖11-1-2所示,質量為M的小車A停放71熱點1考向1動量定理的理解及應用對動量和沖量的理解

[熱點歸納] 1.動量的兩性. (1)瞬時性:動量是描述物體運動狀態的物理量,是針對某一時刻或位置而言的. (2)相對性:動量的大小與參考系的選取有關,通常情況是指相對地面的動量(通常取地面為參考系).熱點1動量定理的理解及應用 [熱點歸納]722.動量與動能的比較.2.動量與動能的比較.73(續表)(續表)74【典題1】高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零)的勻加速直線運動.在啟動階段,列車的動量(

圖11-1-3 A.與它的速度成正比

B.與它所經歷的時間成正比

C.與它的位移成正比

D.與它的動能成正比【典題1】高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零)的勻加75

解析:由動量公式p=mv可知,動量與速度成正比,故A正確;由公式v=at可得p=mat,動量與它所經歷的時間成正

誤.

答案:AB 解析:由動量公式p=mv可知,動量與速度成正比,故A761.沖量的性質(1)沖量的兩性①時間性:沖量不僅由力決定,還由力的作用時間決定,恒力的沖量等于力與該力的作用時間的乘積.

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;對于作用時間內方向變化的力來說,相應時間內物體動量改變量的方向與沖量的方向一致.(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系.考向2對沖量的理解1.沖量的性質①時間性:沖量不僅由力決定,還由力的作用時間決77(3)沖量與功的比較(3)沖量與功的比較782.沖量的四種計算方法2.沖量的四種計算方法79

【典題2】(2020

年河南濮陽縣第一中學月考)如圖11-1-4所示,墊球是排球運動中通過手臂的迎擊動作,使來球從墊擊面上反彈出去的一項擊球技術,若某次從墊擊面上反彈出去豎直向上運動的排球,之后又落回到原位置,設整個運動過程中排球所受阻力大小不變,則()圖11-1-4 【典題2】(2020年河南濮陽縣第一中學月考)如圖180

A.球從擊出到落回的時間內,重力的沖量為零

B.球從擊出到落回的時間內,空氣阻力的沖量為零

C.球上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量

D.球上升階段動量的變化量等于下降階段動量的變化量

解析:整個過程中,重力不為零,作用時間不為零,根據IG=mgt可知,重力沖量不為零,故A錯誤;由于整個過程中,阻力都做負功,所以上升階段的平均速度大于下降階段的平均速度,即上升過程所用時間比下降過程所用時間少,根據If=Ft可知上升階段阻力沖量小于下降階段阻力沖量,整個過程中 A.球從擊出到落回的時間內,重力的沖量為零81阻力沖量不為零,故B錯誤,C正確;設初速度為v0,上升階段,初速度為v0,末速度為零,動量變化量為Δp1=0-mv0=-mv0,下降階段,初速度為零,末速度小于v0,動量變化量為Δp2<mv0-0=mv0,兩者不相等,故D錯誤.答案:C阻力沖量不為零,故B錯誤,C正確;設初速度為v0,上82考向3用動量定理解釋現象

[熱點歸納]

應用動量定理解釋的兩類物理現象:

(1)當物體的動量變化量一定時,力的作用時間Δt越短,力F就越大,力的作用時間Δt越長,力F就越小,例如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎. (2)當作用力F一定時,力的作用時間Δt越長,動量變化量Δp就越大,力的作用時間Δt越短,動量變化量Δp就越小.考向3用動量定理解釋現象 [熱點歸納]83

【典題3】(2020

年新課標Ⅰ卷)行駛中的汽車如果發生劇烈碰撞,車內的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體.若碰撞后汽車的速度在很短時間內減小為零,關于安全氣囊在此過程中的作用,下列說法正確的是()A.增加了司機單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機動量的變化量C.將司機的動能全部轉換成汽車的動能D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積 【典題3】(2020年新課標Ⅰ卷)行駛中的汽車如果發生84

解析:因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機單位面積的受力大小,故A錯誤;有無安全氣囊司機初動量和末動量均相同,所以動量的改變量也相同,故B錯誤;因有安全氣囊的存在,司機和安全氣囊接觸后會有一部分動能轉化為氣體的內能,不能全部轉化成汽車的動能,故C錯誤;因為安全氣囊充氣后面積增大,司機的受力面積也增大,在司機擠壓氣囊作用過程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時間,故D正確.答案:D 解析:因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機答案:D85考向4動量定理的應用

[熱點歸納]

應用動量定理(I=Δp)解題的注意事項:

(1)動量定理的表達式是矢量式,列式時要注意各個量與規定的正方向之間的關系(即要注意各個量的正負). (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.當合力遠大于重力時可忽略重力的沖量.考向4動量定理的應用 [熱點歸納]86(3)應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.(4)初態的動量p是系統各部分動量之和,末態的動量p′也是系統各部分動量之和.(5)對系統各部分的動量進行描述時,應該選取同一個參考系,不然求和無實際意義.

(6)對不涉及加速度和位移的力與運動的關系問題,應用動量定理不需要考慮運動過程的細節,解題較為方便.對于變力的沖量,往往通過動量定理來計算.(3)應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87

【典題4】(2018

年新課標Ⅱ卷)高空墜物極易對行人造成傷害.若一個

50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的撞擊時間約為0.002s,則該雞蛋對地面產生的沖擊力約為()A.10N2N3N4

N

解析:設雞蛋落地瞬間的速度為v,每層樓的高度大約是

落地時受到自身的重力和地面的支持力,規定向上為正, 由動量定理可知:(N-mg)t=0-(-mv), 解得:N=939.74N,根據牛頓第三定律可知雞蛋對地面產生的沖擊力為939.74N,與C最接近,故C正確.

答案:C 【典題4】(2018年新課標Ⅱ卷)高空墜物極易對行人造88

【遷移拓展】(2019年新課標Ⅰ卷)最近,我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發動機聯試成功,這標志著我國重型運載火箭的研發取得突破性進展.若某次實驗中該發動機向后噴射的氣體速度約為3km/s,產生的推力約為4.8×106N,則它在1s時間內噴射的氣體質量約為()A.1.6×102

kgC.1.6×105kgB.1.6×103kgD.1.6×106kg 【遷移拓展】(2019年新課標Ⅰ卷)最近,我國為“長征九89Ft4.8×106×1

解析:設該發動機在ts時間內,噴射出的氣體質量為m,根據動量定理,Ft=mv,可知,在1s內噴射出的氣體質量kg=1.6×103kg,故B正確.m0==

v3000

答案:BFt4.8×106×1 解析:設該發動機在ts90熱點2動量守恒定律的理解及應用

[熱點歸納] 1.動量守恒定律適用條件. (1)前提條件:存在相互作用的體系. (2)理想條件:系統不受外力. (3)實際條件:系統所受合外力為0. (4)近似條件:系統內各物體間相互作用的內力遠大于系統所受的外力. (5)方向條件:系統在某一方向上滿足上面的條件,則此方向上動量守恒.熱點2動量守恒定律的理解及應用 [熱點歸納]912.動量守恒定律的“五性”:2.動量守恒定律的“五性”:923.動量守恒定律的三種表達式及對應意義:(1)p=p′,即系統相互作用前的總動量p等于相互作用后的總動量p′.(2)Δp=p′-p=0,即系統總動量的增量為0.

(3)Δp1=-Δp2,即兩個物體組成的系統中,一部分動量的變化量與另一部分動量的變化量大小相等、方向相反.3.動量守恒定律的三種表達式及對應意義:(1)p=p′,即系934.應用動量守恒定律的解題步驟:(1)明確研究對象,確定系統的組成(系統包括哪幾個物體及研究的過程).(2)進行受力分析,判斷系統動量是否守恒(或某一方向上是否守恒).(3)規定正方向,確定初、末狀態動量.(4)由動量守恒定律列出方程.(5)代入數據,求出結果,必要時討論說明.4.應用動量守恒定律的解題步驟:(1)明確研究對象,確定系統94考向1動量守恒的判斷

【典題5】如圖11-1-5所示,A、B兩物體的質量之比mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上.A、B間有一根被壓縮的

()

圖11-1-5 A.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B組成的系統動量守恒考向1動量守恒的判斷 【典題5】如圖11-1-5所示95B.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B、C組成的系統動量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成的系統動量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成的系統動量守恒

解析:如果A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,彈簧釋放后A、B分別相對小車向左、向右滑動,它們所受的滑動摩擦力FfA向右,FfB向左,由于mA∶mB=3∶2,所以FfA∶FfBB.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B、C96=3∶2,則A、B組成的系統所受的外力之和不為零,故其動量不守恒,A錯誤;對A、B、C組成的系統,A、B與C間的摩擦力為內力,該系統所受的外力為豎直方向的重力和支持力,它們的合力為零,故該系統的動量守恒,B、D均正確;若A、B所受摩擦力大小相等,則A、B、C組成的系統所受外力之和為零,故其動量守恒,C正確.答案:A=3∶2,則A、B組成的系統所受的外力之和不為零,故其動97考向2動量守恒定律的應用

【典題6】(多選,2020年新課標Ⅱ卷)水平冰面上有一固定的豎直擋板,一滑冰運動員面對擋板靜止在冰面上,他把一質量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板,運動員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,追上運動員時,運動員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞.總共經過8次這樣推物塊后,運動員退行速度的大小大于5.0m/s,反彈的物塊不能再追上運動員.不計冰面的摩擦力,該運動員的質量可能為()A.48kgB.53kgC.58kgD.63kg考向2動量守恒定律的應用 【典題6】(多選,2020年98定律0=mv1-m0v0,解得v1=

解析:設運動員和物塊的質量分別為m、m0,規定運動員運動的方向為正方向,運動員開始時靜止,第一次將物塊推出后,運動員和物塊的速度大小分別為v1、v0,則根據動量守恒m0

mv0,物塊與彈性擋板撞擊后,運動方向與運動員同向,當運動員再次推出物塊mv1+m0v0=定律0=mv1-m0v0,解得v1= 解析:設運動員和物99得m>52kg,綜上所述,運動員的質量滿足52kg<m<60kg,故A、D錯誤,B、C正確.

答案:BC得m>52kg,綜上所述,運動員的質量滿足52kg<100

考向3某一方向上的動量守恒

【典題7】(2020年山東奎文濰坊一中開學考)如圖11-1-6所示,質量為m

的人立于平板車上,人與車的總質量為M,人與車以速度v1在光滑水平面上向右運動,當此人相對于車以速)度v2

豎直跳起時,車的速度變為(

圖11-1-6 考向3某一方向上的動量守恒)度v2豎直跳起時101

解析:人和車在水平方向上動量守恒,當人豎直跳起時,人和車之間的相互作用在豎直方向上,在水平方向上仍然動量守恒,水平方向的速度不發生變化,所以車的速度仍然為v1,方向向右,故選D.答案:D 解析:人和車在水平方向上動量守恒,當人豎直跳起時,守恒,水102考向4動量守恒定律在多物體系統中的應用

【典題8】兩塊厚度相同的木塊A和B,緊靠著放在光滑的水平面上,其質量分別為mA=2.0kg,mB=0.90kg,它們的下底面光滑,上表面粗糙,另有一質量mC=0.10kg的滑塊C,以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如圖11-1-7所示.由于摩擦,滑塊最后停在木塊B上,B和C的共同速度為0.50m/s.求:圖11-1-7(1)木塊A的最終速度vA.(2)滑塊C離開A時的速度vC′.考向4動量守恒定律在多物體系統中的應用 【典題8103解:C從開始滑上A到恰好滑到A的右端的過程中,A、B、C組成的系統動量守恒,有

mCvC=(mB+mA)vA+mCvC′,C剛滑上B到兩者相對靜止,B、C組成的系統動量守恒,有mBvA+mCvC′=(mB+mC)v,解得vA=0.25m/s,vC′=2.75m/s.故木塊A的最終速度vA=0.25m/s,滑塊C離開A時的速度vC′=2.75m/s.解:C從開始滑上A到恰好滑到A的右端的過程中,A、104方法點撥對于多物體多過程的問題有時對整體應用動量守恒,有時只選某部分應用動量守恒,有時分過程多次應用動量守恒,有時全過程應用動量守恒,恰當選擇系統和始、末狀態是解題的關鍵.方法點撥對于多物體多過程的問題有時對整體應用動量守恒,有時只105

【遷移拓展】如圖11-1-8所示,甲車質量m1=20kg,車上有質量M=50kg的人,甲

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