資源簡介

(共51張PPT)
第1講　動量、沖量、動量定理
核心素養(yǎng) 重要考點
物理觀念 （1）理解動量和沖量概念；（2）理解和運用動量定理與動量守恒定律；（3）理解碰撞、反沖的定義及物理意義 1.動量、動量定理
2.動量守恒定律及其應(yīng)用
3.彈性碰撞和非彈性碰撞
4.實驗：驗證動量守恒定律
科學(xué)思維 （1）能利用動量定理解決相關(guān)問題，會在流體力學(xué)中建立“柱狀”模型；（2）動量守恒定律應(yīng)用中的人船模型、“木塊—滑塊”模型、“子彈打木塊”模型、“含彈簧”模型
科學(xué)探究 驗證動量守恒定律
科學(xué)態(tài)度
與責任 （1）以生產(chǎn)、生活、高科技實際為背景的動量定理和動量守恒定律的應(yīng)用；（2）體會用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
一、動量　沖量
1.動量
（1）定義：物體的　　　　與　　　　的乘積.
（2）公式：p=　　　　.
（3）單位：　　　　　　　.符號： kg·m/s.
（4）意義：動量是描述物體　　　　　的物理量，是矢量，其方向與
　　　的方向相同.
質(zhì)量
速度
mv
千克·米/秒
運動狀態(tài)
速度
2.沖量
（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　　　　　　相同.
二、動量定理
1.內(nèi)容：物體所受　　　的沖量等于物體的　　　　　　　　.
作用時間
Ft
力F的方向
合力
動量變化量
2.表達式：FΔt=Δp=p'-p.
3.矢量性：動量變化量的方向與　　　　　的方向相同，可以在某一方向上應(yīng)用動量定理.
4.動量和動能的關(guān)系：Ek=　　　　.
合力

（1）力與物體運動方向垂直時，該力不做功，但該力的沖量不為零.
（2）某個力的沖量與物體的運動狀態(tài)及其是否受其他力無關(guān).
（3）動量定理是矢量方程，列方程時應(yīng)選取正方向，且力和速度必須選同一正方向.
1.［動量］（2024年遼寧卷）2024年5月3日，“長征五號遙八”運載火箭托舉“嫦娥六號”探測器進入地月轉(zhuǎn)移軌道，火箭升空過程中，以下描述其狀態(tài)的物理量屬于矢量的是 （　　）
A.質(zhì)量 B.速率
C.動量 D.動能
C
【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，所以動量是矢量，而質(zhì)量、速率、動能只有大小沒有方向，是標量，故選C.
2.［動量定理］如圖所示，一個質(zhì)量為0.2 kg的壘球，以20 m/s的水平速度飛至球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?0 m/s.設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01 s，下列說法正確的是 （　　）
A.球棒對壘球不做功
B.球棒對壘球做負功
C.球棒對壘球的平均作用力大小為400 N
D.球棒對壘球的平均作用力大小為1 200 N
D
3.［動量定理解釋現(xiàn)象］如圖所示，籃球運動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前.這樣做可以 （　　）
A.減小球?qū)κ譀_量的大小
B.減小球?qū)κ肿饔昧Φ拇笮?br/>C.減小球的動量變化量的大小
D.減小球?qū)κ值淖饔脮r間
B
4.［沖量的理解］如圖，用與水平方向成θ角的拉力F拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平面運動時間t.木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力f的沖量大小分別為 （　　）
A.拉力的沖量大小為Ftcos θ
B.重力的沖量大小為0
C.支持力的沖量大小為0
D.摩擦力的沖量大小為ft
D　
【解析】力和力的作用時間的乘積叫沖量，木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力f不為零，作用時間為t，所以拉力的沖量大小為Ft、重力的沖量大小為mgt、支持力的沖量大小為Nt、摩擦力的沖量大小為ft，故選D.
考點1　動量和沖量　［基礎(chǔ)考點］　　　　　　　　　　
1.動量與動能、動量變化量的比較
項目 動量 動能 動量變化量
定義 物體的質(zhì)量和速度的乘積 物體由于運動而具有的能量 物體末動量與初動量的矢量差
定義式 p=mv Δp=p'-p
標矢性 矢量 標量 矢量
特點 狀態(tài)量 狀態(tài)量 過程量
關(guān)聯(lián)方程
2.沖量與功的比較
項目 沖量 功
定義 作用在物體上的力和力的作用時間的乘積 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· s J
公式 I=Ft（F為恒力） W=Flcos α（F為恒力）
標矢性 矢量 標量
意義 ①表示力對時間的累積
②是動量變化的量度 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
1.（2024年廣東模擬）（多選）數(shù)據(jù)表明，在電動車事故中，佩戴頭盔可防止85%的頭部受傷，大大減小損傷程度.頭盔內(nèi)部的緩沖層與頭部的撞擊時間延長至6 ms以上，人頭部的質(zhì)量約為2 kg，則下列說法正確的是 （　　）
A.頭盔減小了駕駛員頭部撞擊過程中的動量變化率
B.頭盔減少了駕駛員頭部撞擊過程中撞擊力的沖量
C.事故中頭盔對頭部的沖量與頭部對頭盔的沖量大小相等
D.若事故中頭部以6 m/s的速度水平撞擊緩沖層，則頭部受到的撞擊力最多為2 000 N
ACD　
2.（多選）水平飛向球拍的羽毛球被擊打后，動量變化量為12.6 kg·m/s，則 （　　）
A.羽毛球的動能可能不變
B.羽毛球的動量大小一定增加12.6 kg·m/s
C.羽毛球?qū)η蚺牡淖饔昧εc球拍對球的作用力大小一定相等
D.羽毛球受到球拍的沖量方向可能與球被擊打前的速度方向相同
AC
2.應(yīng)用動量定理解題的步驟
1.（2023年廣東卷）（多選）某同學(xué)受電動窗簾的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的簡化模型.多個質(zhì)量均為1 kg的滑塊可在水平滑軌上滑動，忽略阻力.開窗簾過程中，電機對滑塊1施加一個水平向右的恒力F，推動滑塊1以0.40 m/s的速度與靜止的滑塊2碰撞，碰撞時間為0.04 s，碰撞結(jié)束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.22 m/s.關(guān)于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的有 （　　）
BD
A.該過程動量守恒
B.滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18 N·s
C.滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40 N·s
D.滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5 N
【解析】取向右為正方向，滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)的初動量為p1=mv1=1×0.40 kg·m/s=0.40 kg·m/s，碰撞后的動量為p2=2mv2=2×1×0.22 kg·m/s=0.44 kg·m/s，則滑塊碰撞的過程動量不守恒，A錯誤；對滑塊1，取向右為正方向，則有I1=mv2-mv1=1×0.22 kg·m/s-1×0.40 kg·m/s=-0.18 kg·m/s，負號表示方向水平向左，B正確；對滑塊2，取向右為正方向，則有I2=mv2=1×0.22 kg·m/s=0.22 kg·m/s，C錯誤；對滑塊2根據(jù)動量定理有FΔt=I2，解得F=5.5 N，D正確.
2.（多選）安全帶是汽車行駛過程中生命安全的保障帶.如圖，在汽車正面碰撞測試中，汽車以72 km/h的速度發(fā)生碰撞.車內(nèi)假人的質(zhì)量為50 kg，使用安全帶時，假人用時0.8 s停下；不使用安全帶時，假人與前方碰撞，用時0.2 s停下.以下說法正確的是 （　　）
A.碰撞過程中，汽車和假人的總動量守恒
B.無論是否使用安全帶，假人動量變化量相同
C.使用安全帶時，假人受到的平均作用力約為1 250 N
D.不使用安全帶時，假人受到的平均作用力約為2 500 N
BC
【解析】碰撞過程中，汽車和假人組成的系統(tǒng)受撞擊力作用，總動量不守恒，A錯誤；假人的初動量為p=mv0，末動量都為0，所以無論是否使用安全帶，假人動量變化量相同，B正確；使用安全帶時，根據(jù)動量定理有Ft=0-p，解得F=1 250 N，假人受到的平均作用力約為1 250 N，C正確；不使用安全帶時，根據(jù)動量定理有F't'=0-p，解得F'=5 000 N，假人受到的平均作用力約為5 000 N，D錯誤.
3.（2024年佛山模擬）（多選）如圖所示，我國排球主攻手在某次墊球訓(xùn)練中將下落的排球從墊擊面上墊出后，排球豎直向上運動，之后又落回到原位置.假設(shè)整個運動過程中排球所受空氣阻力大小不變，下列說法正確的是 （　　）
A.球上升階段處于超重狀態(tài)
B.球上升階段重力做的功多于下降階段重力做的功
C.球上升階段動量的變化率大于下降階段動量的變化率
D.球從接觸手臂到離開手臂的時間內(nèi)，手臂對排球的沖量不為零
CD
動量定理與微元法的綜合應(yīng)用　　　　　　　　　　　　　
類型一　流體類問題
流體及
其特點 通常液體流、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ρ
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，作用時間Δt內(nèi)的一段柱形流體的長度為Δl，對應(yīng)的質(zhì)量Δm=ρSvΔt
（3）建立方程，應(yīng)用動量定理研究這段柱形流體
C
變式1　（2024年河源模擬）“……青箬笠，綠蓑衣，斜風(fēng)細雨不須歸.”如圖所示，這是古詩描述的情境.若斗笠的直徑d=70 cm，細雨在空中分布均勻，豎直下落的速度始終為v=4 m/s.湖可以看成一個露天的圓柱形的大容器，細雨持續(xù)的時間t=1 h，導(dǎo)致湖面的水位上升了h=1 mm.（設(shè)雨滴垂直撞擊斗笠后無反彈，且斗笠的坡面接近水平，不計雨滴所受重力，水的密度ρ=1×103 kg/m3）則斗笠受到雨的平均作用力大小F最接近于 （　　）
A.4×10-4 N B.6×10-4 N
C.2×10-3 N D.1×10-3 N
A
B
【解析】墻壁受到江水沖擊的面積為S，則Δt時間內(nèi)流過的水的質(zhì)量為Δm=ρSvΔt，以水流運動方向為正方向，水在與墻壁碰撞的過程中，根據(jù)動量定理可得F·Δt=0-Δm·v，解得F=-ρSv2，負號表示水受到的作用力與水運動方向相反，則墻壁受到江水的沖擊力大小為ρSv2，B正確.
類型二　微粒類問題
微粒及
其特點 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，作用時間Δt內(nèi)一段微元的長度為Δl，對應(yīng)的體積ΔV=Sv0Δt，則微元內(nèi)的粒子數(shù)N=nv0SΔt
（3）先應(yīng)用動量定理研究單個粒子，建立方程，再乘以N求解
A
變式3　如圖所示，用傳送帶給煤車裝煤，平均每5 s內(nèi)有5 000 kg的煤落于車上，由于傳送帶的速度很小，可認為煤粉豎直下落.要使車保持以0.5 m/s的速度勻速前進，則對車應(yīng)再施以向前的水平力的大小為 （　　）
A.50 N B.250 N
C.500 N D.750 N
C
A
知識鞏固練
1.（2024年廣東一模）科技發(fā)展，造福民眾.近兩年推出的“智能防摔馬甲”是一款專門為老年人研發(fā)的科技產(chǎn)品.該裝置的原理是通過馬甲內(nèi)的傳感器和微處理器精準識別穿戴者的運動姿態(tài)，在其失衡瞬間迅速打開安全氣囊進行主動保護，能有效避免摔倒帶來的傷害.在穿戴者著地的過程中，安全氣囊可以 （　　）
A.減小穿戴者動量的變化量
B.減小穿戴者動量的變化率
C.增大穿戴者所受合力的沖量
D.減小穿戴者所受合力的沖量
（本欄目對應(yīng)學(xué)生用書P388）
B
2.（2024年佛山一模）如圖所示，在輪船的船舷和碼頭的岸邊一般都固定有橡膠輪胎，輪船駛向碼頭停靠時與碼頭發(fā)生碰撞，對于這些輪胎的作用，下列說法正確的是 （　　）
A.減小輪船與碼頭碰撞過程中所受的沖量
B.減小輪船與碼頭碰撞過程中動量的變化量
C.延長輪船與碼頭碰撞時的作用時間，以減小碰
撞時輪船與碼頭之間的作用力
D.增大輪船與碼頭碰撞時受到的作用力
C
【解析】對輪船靠岸與碼頭碰撞的過程，輪船的初、末速度不會受輪胎影響，輪船的動量變化量相同，根據(jù)動量定理，輪船受到的沖量也相同，A、B錯誤；輪胎可以起到緩沖作用，延長輪船與碼頭碰撞時的作用時間，從而減小輪船因碰撞受到的作用力，C正確，D錯誤.
BD
【解析】物體被拋出后，重力對其做正功，但是其動能沒有增加，說明風(fēng)對物體做負功，A錯誤，B正確；由于不知道風(fēng)的方向，所以無法計算物體下落的高度，也就無法計算重力和風(fēng)對物體所做的功，C錯誤；重力的沖量豎直向下，大小為mgt，合力的沖量為2mv0，根據(jù)矢量的合成可知，風(fēng)對物體的沖量大小大于2mv0，D正確.
ABC
5.如圖甲所示，粗糙固定斜面與水平面的夾角為37°，質(zhì)量為1.2 kg的小物塊（可視為質(zhì)點），在沿斜面向上的恒定推力F作用下從A點由靜止開始向上運動，作用一段時間后撤去推力F，小物塊能達到的最高位置為C點，小物塊從A到C的v-t圖像如圖乙所示（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）.求：
（1）撤去F后小物塊運動的加速度；
（2）小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；
（2）在勻減速直線運動過程中由牛頓第二定律知
mgsin 37°+μmgcos 37°=ma2，
解得μ=0.5.
（3）0~1.2 s內(nèi)推力F的沖量.

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