《（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第34課時(shí) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理（雙基落實(shí)課）講義（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第34課時(shí) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理（雙基落實(shí)課）講義（含解析）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第34課時(shí) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理（雙基落實(shí)課）講義（含解析）考 綱 要 求考 情 分 析動(dòng)量、動(dòng)量定理1.命題規(guī)律高考對(duì)該部分內(nèi)容既可單獨(dú)考查，又可與動(dòng)力學(xué)、功和能、電磁學(xué)等知識(shí)綜合考查。題型既有選擇題，也有計(jì)算題，難度中等或中等偏上。2.考查熱點(diǎn)以生活實(shí)例及經(jīng)典物理學(xué)理論為命題背景，結(jié)合物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用的命題趨勢(shì)較強(qiáng)，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)側(cè)重該部分知識(shí)和其他知識(shí)的綜合應(yīng)用。動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用彈性碰撞和非彈性碰撞實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律動(dòng)能動(dòng)量動(dòng)量變化量定義物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量物體的質(zhì)量和速度的乘積物體末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差定義式Ekmv2pmvp
2、pp標(biāo)矢性標(biāo)量矢量矢量特點(diǎn)狀態(tài)量狀態(tài)量過(guò)程量關(guān)聯(lián)方程Ek，Ekpv，p，p聯(lián)系(1)都是相對(duì)量，與參考系的選取有關(guān)，通常選取地面為參考系(2)若物體的動(dòng)能發(fā)生變化，則動(dòng)量一定也發(fā)生變化；但動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)動(dòng)能不一定發(fā)生變化2.沖量和功的區(qū)別(1)沖量和功都是過(guò)程量。沖量表示力對(duì)時(shí)間的積累作用，功表示力對(duì)位移的積累作用。(2)沖量是矢量，功是標(biāo)量。(3)力作用的沖量不為零時(shí)，力做的功可能為零；力做的功不為零時(shí)，力作用的沖量一定不為零。3沖量的計(jì)算(1)恒力的沖量：直接用定義式IF(tt)計(jì)算。(2)變力的沖量方向不變的變力的沖量，若力的大小隨時(shí)間均勻變化，即力為時(shí)間的一次函數(shù)，則力F在某段時(shí)間t內(nèi)
3、的沖量It(F1、F2為該段時(shí)間內(nèi)初、末兩時(shí)刻力的大小)。作出Ft變化圖線，圖線與t軸所圍的面積即為變力的沖量。如圖所示。對(duì)于易確定始、末時(shí)刻動(dòng)量的情況，可用動(dòng)量定理求解，即通過(guò)求p間接求出沖量。 小題練通1下列說(shuō)法正確的是()A動(dòng)量為零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)B動(dòng)能不變，物體的動(dòng)量一定不變C物體所受合外力不變時(shí)，其動(dòng)量一定不變D物體受到恒力的作用也可能做曲線運(yùn)動(dòng)解析：選D動(dòng)量為零時(shí)，物體的速度為零，但物體并不一定處于平衡狀態(tài)，如汽車(chē)的啟動(dòng)瞬時(shí)速度為零，故A錯(cuò)誤；動(dòng)能不變，說(shuō)明物體速度的大小不變，但速度的方向可能變化，故動(dòng)量是可能發(fā)生變化的，故B錯(cuò)誤；物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的合外力大小不
4、變，但速度大小會(huì)變化，故動(dòng)量的大小也會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；物體受到恒力作用時(shí)有可能做曲線運(yùn)動(dòng)，如平拋運(yùn)動(dòng)，故D正確。2.(多選)如圖所示，一個(gè)物體在拉力F的作用下勻速前進(jìn)了時(shí)間t，且拉力F與水平方向成角。則()A拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtB拉力F對(duì)物體的沖量大小為Ftsin C摩擦力對(duì)物體的沖量大小為Ftsin D合外力對(duì)物體的沖量大小為零解析：選AD拉力F對(duì)物體的沖量大小等于Ft，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；物體受到的摩擦力大小FfFcos ，所以摩擦力對(duì)物體的沖量大小為FftFtcos ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；物體勻速運(yùn)動(dòng)，合外力為零，所以合外力對(duì)物體的沖量大小為零，D項(xiàng)正確。3.(多選)(2017全國(guó)卷)
5、一質(zhì)量為 2 kg 的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則()At1 s時(shí)物塊的速率為1 m/sBt2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kgm/sCt3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kgm/sDt4 s時(shí)物塊的速度為零解析：選AB前2 s內(nèi)物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a1 m/s21 m/s2，t1 s時(shí)物塊的速率v1a1t11 m/s，A正確；t2 s時(shí)物塊的速率v2a1t22 m/s，動(dòng)量大小為p2mv24 kgm/s，B正確；物塊在24 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為a20.5 m/s2，t3 s時(shí)物塊的速率v3v2a2t3(20.51)m/
6、s1.5 m/s，動(dòng)量大小為p3mv33 kgm/s，C錯(cuò)誤；t4 s時(shí)物塊的速度v4v2a2t4(20.52)m/s1 m/s，D錯(cuò)誤。點(diǎn)點(diǎn)通(二)動(dòng)量定理1內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量。2公式：ppI。(1)公式是矢量式，左邊是動(dòng)量的變化量，只有當(dāng)初、末動(dòng)量在一條直線上時(shí)，才可以直接進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算，但必須注意正負(fù)值。(2)公式右邊是物體受到的所有力的合沖量，而不是某一個(gè)力的沖量。(3)公式說(shuō)明了兩邊的因果關(guān)系，即合力的沖量是動(dòng)量變化的原因。3用動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象由F 知，物體的動(dòng)量變化一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小。分析問(wèn)題時(shí)，
7、要明確哪個(gè)量一定，哪個(gè)量變化。小題練通1(2018全國(guó)卷)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。若一個(gè)50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時(shí)間約為2 ms，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為()A10 NB102 NC103 N D104 N解析：選C設(shè)每層樓高約為3 m，則雞蛋下落高度約為h325 m75 m，雞蛋下落到地面時(shí)的速度滿足v22gh，根據(jù)動(dòng)量定理(Fmg)t0(mv)，解得雞蛋受到地面的沖擊力Fmg103 N，由牛頓第三定律知，C正確。2.(2018北京高考)2022年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如圖所示，長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑
8、道BC平滑銜接，滑道BC高h(yuǎn)10 m，C是半徑R20 m圓弧的最低點(diǎn)。質(zhì)量m60 kg 的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開(kāi)始勻加速下滑，加速度a4.5 m/s2，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB30 m/s。取重力加速度g10 m/s2。(1)求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度L；(2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量I的大??；(3)若不計(jì)BC段的阻力，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力圖，并求其所受支持力FN的大小。解析：(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式vB2vA22aL，解得L100 m。(2)根據(jù)動(dòng)量定理，有ImvBmvA1 800 Ns。(3)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力如圖所示。根據(jù)牛頓第二定律，有FNmgm運(yùn)動(dòng)員在BC段運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，根
9、據(jù)動(dòng)能定理，有mghmvC2mvB2解得FN3 900 N。答案：(1)100 m(2)1 800 Ns(3)見(jiàn)解析圖3 900 N 融會(huì)貫通應(yīng)用動(dòng)量定理解題的步驟(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。點(diǎn)點(diǎn)通(三)動(dòng)量定理與微元法的綜合應(yīng)用1流體類問(wèn)題流體及其特點(diǎn)通常
10、液體流、氣體流等被廣義地視為“流體”，質(zhì)量具有連續(xù)性，通常給出流體密度分析步驟(1)建立“柱體”模型，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為S(2)微元研究，作用時(shí)間t內(nèi)的一段柱形流體的長(zhǎng)度為l，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為mSvt(3)建立方程，應(yīng)用動(dòng)量定理研究這段柱形流體2微粒類問(wèn)題微粒及其特點(diǎn)通常電子流、光子流、塵埃等被廣義地視為“微粒”，質(zhì)量具有獨(dú)立性，通常給出單位體積內(nèi)的粒子數(shù)n分析步驟(1)建立“柱體”模型，沿速度v0的方向選取一段微元，其橫截面積為S(2)微元研究，作用時(shí)間t內(nèi)一段微元的長(zhǎng)度為l，對(duì)應(yīng)的體積為VSv0t，則微元內(nèi)的粒子數(shù)Nnv0St(3)先應(yīng)用動(dòng)量定理研究單個(gè)粒子，建立方程
11、，再乘以N求解 小題練通1為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái)，測(cè)得1 h內(nèi)杯中水面上升了45 mm。當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12 m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)為(雨滴撞擊睡蓮后無(wú)反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1103 kg/m3)()A0.15 Pa B0.54 PaC1.5 Pa D5.4 Pa解析：選A設(shè)圓柱形水杯的橫截面積為S，則水杯中水的質(zhì)量為mV110345103S45S，由動(dòng)量定理可得：Ftmv，而p，所以p Pa0.15 Pa，A正確。2.如圖所示為噴泉中噴出的水柱，把一個(gè)質(zhì)量為M的垃圾桶倒立在空中，水以速率v0、恒定的質(zhì)量增率(即單位時(shí)間
12、噴出的質(zhì)量)從地下射向垃圾桶。求垃圾桶可停留的最大高度(水柱噴到桶底后以相同的速率反彈)。解析：設(shè)垃圾桶可停留的最大高度為h，水柱到達(dá)高處h的速度為vt，則vt2v022gh得vt2v022gh由動(dòng)量定理得，在極短時(shí)間t內(nèi)，水受到的沖量為Ft2vt解得F2vt2據(jù)題意有FMg聯(lián)立解得h2。答案：23根據(jù)量子理論，光子的能量E與動(dòng)量p之間的關(guān)系式為Epc，其中c表示光速，由于光子有動(dòng)量，照到物體表面的光子被物體吸收或反射時(shí)都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示。(1)一臺(tái)二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光，功率為P0，射出的光束的橫截面積為S，當(dāng)它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時(shí)，激光對(duì)物
13、體表面的壓力F2pN，其中p表示光子的動(dòng)量，N表示單位時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子數(shù)，試用P0和S表示該束激光對(duì)物體產(chǎn)生的光壓；(2)有人設(shè)想在宇宙探測(cè)中用光為動(dòng)力推動(dòng)探測(cè)器加速，探測(cè)器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜，并讓它正對(duì)太陽(yáng)，已知太陽(yáng)光照射薄膜時(shí)每平方米面積上的輻射功率為1.35103 W，探測(cè)器和薄膜的總質(zhì)量為m100 kg，薄膜面積為4104 m2，c3108 m/s，求此時(shí)探測(cè)器的加速度大小。解析：(1)在單位時(shí)間內(nèi)，功率為P0的激光的總能量為P01 sNENpc所以p由題意可知，激光對(duì)物體表面的壓力F2pN故激光對(duì)物體產(chǎn)生的光壓I。(2)由(1)可知I Pa9106 Pa所以探測(cè)
14、器受到的光的總壓力FNIS膜對(duì)探測(cè)器應(yīng)用牛頓第二定律有FNma故此時(shí)探測(cè)器的加速度a m/s23.6103 m/s2。答案：(1)(2)3.6103 m/s2 融會(huì)貫通兩類流體運(yùn)動(dòng)模型“吸收模型”“反彈模型”流體與被碰物質(zhì)接觸后速度為零流體與被碰物質(zhì)接觸后以原速率反彈設(shè)時(shí)間t內(nèi)流體與被碰物質(zhì)相碰的“粒子”數(shù)為n，每個(gè)“粒子”的動(dòng)量為p，被碰物質(zhì)對(duì)“粒子”的作用力為F，以作用力的方向?yàn)檎?，則“吸收模型”滿足Ft0n(p)，“反彈模型”滿足Ftnpn(p)。“反彈模型”的動(dòng)量變化量為“吸收模型”的動(dòng)量變化量的2倍，解題時(shí)一定要明確模型，避免錯(cuò)誤1動(dòng)量是矢量，其方向與物體的速度方向相同，動(dòng)量變化量也
15、是矢量，其方向與物體速度變化量的方向相同。2力與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，該力不做功，但該力的沖量不為零。3動(dòng)量定理中物體動(dòng)量的改變量等于合外力的沖量，包括物體重力的沖量。4動(dòng)量定理是矢量方程，列方程時(shí)應(yīng)選取正方向，且力和速度必須選同一正方向。 課堂綜合訓(xùn)練1.在一光滑的水平面上，有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定在豎直墻壁上，另一端緊靠著一物體A，已知物體A的質(zhì)量mA4 kg，如圖所示?，F(xiàn)用一水平力F作用在物體A上，并向左壓縮彈簧，力F做功50 J后(彈簧仍處在彈性限度內(nèi))，突然撤去力F，物體A從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。則當(dāng)撤去力F后，彈簧彈力對(duì)物體A的沖量大小為()A20 NsB50 NsC25 Ns D40 N
16、s解析：選A根據(jù)題意知，撤去力F時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為Ep50 J，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得Epmv2，解得物體A離開(kāi)彈簧的速度為v5 m/s，根據(jù)動(dòng)量定理得Imv045 Ns20 Ns，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))，此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)，若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為()A.mg B.mgC.mg D.mg解析：選A設(shè)高空作業(yè)人員自由下落h時(shí)的速度為v，則v22gh，得v。方法一：設(shè)安全帶對(duì)人的平均作用力為F，由牛
17、頓第二定律得Fmgma，又vat，解得Fmg。方法二：由動(dòng)量定理得(mgF)t0mv，解得Fmg。選項(xiàng)A正確。3.(2019西峰調(diào)研)如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)固定圓環(huán)，MN是圓環(huán)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，MPQN。將兩個(gè)完全相同的小滑塊a、b分別從M、Q點(diǎn)無(wú)初速度釋放，在它們各自沿滑軌MP、QN運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)上的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A合力對(duì)兩滑塊的沖量大小相同B重力對(duì)a滑塊的沖量較大C彈力對(duì)a滑塊的沖量較小D兩滑塊的動(dòng)量變化大小相同解析：選C題圖所示是“等時(shí)圓”模型，即兩滑塊同時(shí)到達(dá)圓環(huán)上。合力Fmgsin (為滑軌在水平方向的傾角)，由題圖可得，F(xiàn)aF
18、b，因此合力對(duì)a滑塊的沖量較大，a滑塊的動(dòng)量變化也大；重力對(duì)兩滑塊的沖量大小、方向都相同；彈力FNmgcos ，F(xiàn)NaFNb，因此彈力對(duì)a滑塊的沖量較小。故選項(xiàng)C正確。4(多選)在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為2 kg的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)a在水平恒力Fa4 N作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)4 s，質(zhì)點(diǎn)b在水平恒力Fb4 N作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)4 m，比較a、b兩質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)歷的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)a的位移比質(zhì)點(diǎn)b的位移大B質(zhì)點(diǎn)a的末速度比質(zhì)點(diǎn)b的末速度小C力Fa做的功比力Fb做的功多D力Fa的沖量比力Fb的沖量小解析：選AC質(zhì)點(diǎn)a的位移xaat2ta216 m，A正確；由動(dòng)量定理得Fatamva，va 8
19、m/s，由動(dòng)能定理得Fbxbmvb2，解得vb4 m/s，B錯(cuò)誤；力Fa做的功WaFaxa64 J，力Fb做的功WbFbxb16 J，C正確；力Fa的沖量IaFata16 Ns，力Fb的沖量Ibpbm(vb0)8 Ns，D錯(cuò)誤。5一輛轎車(chē)強(qiáng)行超車(chē)時(shí)，與另一輛迎面駛來(lái)的轎車(chē)相撞，兩車(chē)相撞后，兩車(chē)車(chē)身因相互擠壓，皆縮短了0.5 m，據(jù)測(cè)算兩車(chē)相撞前速率約為30 m/s。(1)求相撞中車(chē)內(nèi)質(zhì)量約60 kg的人受到的平均沖力；(2)若此人系有安全帶，安全帶在車(chē)禍過(guò)程中與人的作用時(shí)間是1 s，求這時(shí)人受到的平均沖力。解析：(1)兩車(chē)相撞時(shí)認(rèn)為人與車(chē)一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，位移為0.5 m設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，根據(jù)xt，得t s根據(jù)動(dòng)量定理Ftpmv0得F N5.4104 N。(2)若人系有安全帶，根據(jù)動(dòng)量定理Ftmv0得F N1.8103 N。答案：(1)5.4104 N(2)1.8103 N
（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第34課時(shí) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理（雙基落實(shí)課）講義（含解析）
