物理學(xué)案（新教材粵教版）第七章第1講動(dòng)量定理及應(yīng)用

考情分析動(dòng)量動(dòng)量定理2021·湖南卷·T22020·全國(guó)卷Ⅰ·T142019·全國(guó)卷Ⅱ·T252019·北京卷·T242018·全國(guó)卷Ⅰ·T142018·全國(guó)卷Ⅱ·T152018·全國(guó)卷Ⅲ·T25動(dòng)量守恒定律2022·湖南卷·T42021·全國(guó)乙卷·T142021·山東卷·T112021·廣東卷·T132021·河北卷·T132020·全國(guó)卷Ⅱ·T212020·全國(guó)卷Ⅲ·T152020·江蘇卷·T12(3)2020·北京卷·T132019·江蘇卷·T12(1)動(dòng)量和能量的綜合2022·全國(guó)乙卷·T252022·湖北卷·T162022·河北卷·T132022·山東卷·T182020·天津卷·T112020·山東卷·T182018·全國(guó)卷Ⅰ·T24實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量定理2021·江蘇卷·T112020·全國(guó)卷Ⅰ·T23實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律2022·全國(guó)甲卷·T23試題情境生活實(shí)踐類(lèi)安全行車(chē)(安全氣囊)、交通運(yùn)輸(機(jī)車(chē)碰撞、噴氣式飛機(jī))、體育運(yùn)動(dòng)(滑冰接力、球類(lèi)運(yùn)動(dòng))、火箭發(fā)射、爆炸、高空墜物學(xué)習(xí)探究類(lèi)氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞、斜槽末端小球碰撞第1講動(dòng)量定理及應(yīng)用目標(biāo)要求1.理解動(dòng)量和沖量，理解動(dòng)量定理及其表達(dá)式，能用動(dòng)量定理解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象.2.能利用動(dòng)量定理解決相關(guān)問(wèn)題，會(huì)在流體力學(xué)中建立“柱狀”模型．考點(diǎn)一動(dòng)量和沖量1．動(dòng)量(1)定義：物體的________和________的乘積．(2)表達(dá)式：p＝________.(3)方向：與________的方向相同．2．動(dòng)量的變化(1)動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的變化量Δp也是____，其方向與____________________的方向相同．(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______________________的乘積叫作力的沖量．(2)公式：____________.(3)單位：________.(4)方向：沖量是________，其方向與________________相同．1．物體的動(dòng)能不變，其動(dòng)量一定不變．()2．物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大．()3．物體沿水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力不做功，其沖量為零．()4．兩物體動(dòng)量大的動(dòng)能不一定大．()1．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)量變化因素合外力的沖量合外力所做的功大小關(guān)系p＝eq\r(2mEk)Ek＝eq\f(p2,2m)變化量Δp＝FtΔEk＝Fs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.沖量的計(jì)算方法公式法I＝FΔt，此方法僅適用于求恒力的沖量，無(wú)需考慮物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖像法F－t圖像與t軸圍成的面積表示沖量，此法既可以計(jì)算恒力的沖量，也可以計(jì)算變力的沖量平均值法若方向不變的變力大小隨時(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)的沖量I＝eq\f(F1＋F2,2)t動(dòng)量定理法根據(jù)物體動(dòng)量的變化量，由I＝Δp求沖量，多用于求變力的沖量考向1沖量動(dòng)量與動(dòng)能例1(2023·黑龍江八校高三模擬)如圖所示，表面光滑的楔形物塊ABC固定在水平地面上，∠ABC<∠ACB，質(zhì)量相同的物塊a和b分別從斜面頂端沿AB、AC由靜止自由滑下．在兩物塊到達(dá)斜面底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．兩物塊所受重力沖量相同B．兩物塊的動(dòng)量改變量相同C．兩物塊的動(dòng)能改變量相同D．兩物塊到達(dá)斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同聽(tīng)課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2恒力沖量的計(jì)算例2如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊沿傾角為θ的固定斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，速度為零并又開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小始終為f，重力加速度為g.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．重力對(duì)滑塊的總沖量為mg(t1＋t2)sinθB．支持力對(duì)滑塊的總沖量為mg(t1＋t2)cosθC．合外力的沖量為0D．摩擦力的總沖量為f(t1＋t2)聽(tīng)課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3利用F－t圖像求沖量例3一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，力F隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量方向發(fā)生變化C．第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)D．在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為0聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用1．內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程中所受力的沖量等于它在這個(gè)過(guò)程始末的________________．2．公式：______________或______________．1．物體所受合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化量的方向是一致的．()2．動(dòng)量定理描述的是某一狀態(tài)的物理規(guī)律．()3．運(yùn)動(dòng)員接籃球時(shí)手向后緩沖一下，是為了減小動(dòng)量的變化量．()1．對(duì)動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理中的沖量是合力的沖量，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．(2)Ft＝p′－p是矢量式，兩邊不僅大小相等，而且方向相同．式中Ft是物體所受的合外力的沖量．(3)Ft＝p′－p除表明兩邊大小、方向的關(guān)系外，還說(shuō)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．(4)由Ft＝p′－p，得F＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(Δp,t)，即物體所受的合外力等于物體動(dòng)量的變化率．(5)當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過(guò)程時(shí)，可分段應(yīng)用動(dòng)量定理求解，也可以全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理．2．解題基本思路考向1用動(dòng)量定理解釋生活中的現(xiàn)象例4(2020·全國(guó)卷Ⅰ·14)行駛中的汽車(chē)如果發(fā)生劇烈碰撞，車(chē)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(chē)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(guò)程中的作用，下列說(shuō)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(chē)的動(dòng)能D．延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積聽(tīng)課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2動(dòng)量定理的有關(guān)計(jì)算例5(2022·湖北卷·7)一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)，在前一段時(shí)間內(nèi)速度大小由v增大到2v，在隨后的一段時(shí)間內(nèi)速度大小由2v增大到5v.前后兩段時(shí)間內(nèi)，合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功分別為W1和W2，合外力的沖量大小分別為I1和I2.下列關(guān)系式一定成立的是()A．W2＝3W1，I2≤3I1 B．W2＝3W1，I2≥I1C．W2＝7W1，I2≤3I1 D．W2＝7W1，I2≥I1聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2023·廣東廣州市階段測(cè)試)有的人會(huì)躺著看手機(jī)，若手機(jī)不慎跌落，會(huì)對(duì)人眼造成傷害．若手機(jī)質(zhì)量為150g，從離人眼25cm處無(wú)初速度不慎跌落，碰到眼睛后手機(jī)反彈8mm，眼睛受到手機(jī)的沖擊時(shí)間為s，取重力加速度g＝10m/s2.對(duì)手機(jī)撞擊人眼的過(guò)程中，下列分析錯(cuò)誤的是()A．手機(jī)對(duì)人眼的沖擊力大小約為4NB．手機(jī)受到的沖量大小約為N·sC．手機(jī)動(dòng)量變化量大小約為kg·m/sD．手機(jī)動(dòng)量的變化率大小約為4kg·m/s2聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3動(dòng)量定理在多過(guò)程中的應(yīng)用例7(2023·云南省玉溪第一中學(xué)月考)將質(zhì)量為m＝1kg的物塊置于水平地面上，已知物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝，現(xiàn)在物塊上施加一個(gè)平行于水平地面的恒力F＝10N，物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，作用4s后撤去F.已知g＝10m/s2，對(duì)于物塊從靜止開(kāi)始到物塊停下這一過(guò)程下列說(shuō)法正確的是()A．整個(gè)過(guò)程物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6sB．整個(gè)過(guò)程物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8sC．整個(gè)過(guò)程中物塊的位移大小為40mD．整個(gè)過(guò)程中物塊的位移大小為60m聽(tīng)課記錄：____________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三應(yīng)用動(dòng)量定理處理“流體模型”的沖擊力問(wèn)題研究對(duì)象流體類(lèi)：液體流、氣體流等，通常已知密度ρ微粒類(lèi)：電子流、光子流、塵埃等，通常給出單位體積內(nèi)粒子數(shù)n分析步驟①構(gòu)建“柱狀”模型：沿流速v的方向選取一段小柱體，其橫截面積為S②微元研究小柱體的體積ΔV＝vSΔt小柱體質(zhì)量m＝ρΔV＝ρvSΔt小柱體粒子數(shù)N＝nvSΔt小柱體動(dòng)量p＝mv＝ρv2SΔt③列出方程，應(yīng)用動(dòng)量定理FΔt＝Δp研究考向1應(yīng)用動(dòng)量定理處理流體類(lèi)問(wèn)題例8(2023·山東濰坊市高三檢測(cè))玩具水槍是兒童們夏天喜愛(ài)的玩具之一，但水槍傷眼的事件也時(shí)有發(fā)生，因此，限制兒童水槍的威力就成了生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問(wèn)題．現(xiàn)有一水槍樣品，如圖所示，槍口直徑為d，水的密度為ρ，水平出射速度為v，垂直擊中豎直目標(biāo)后以大小為v的速度反向?yàn)R回，則水柱水平擊中目標(biāo)的平均沖擊力大小為()A．d2ρv2 B．d2ρv2C．d2ρv D．d2ρv聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向2應(yīng)用動(dòng)量定理處理微粒類(lèi)問(wèn)題例9宇宙飛船在飛行過(guò)程中有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決，其中之一就是當(dāng)飛船進(jìn)入宇宙微粒塵區(qū)時(shí)，如何保持速度不變的問(wèn)題．假設(shè)一宇宙飛船以v＝×103m/s的速度進(jìn)入密度ρ＝×10－6kg/m3的微粒塵區(qū)，飛船垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的最大橫截面積S＝5m2，且認(rèn)為微粒與飛船相碰后都附著在飛船上，則飛船要保持速度v不變，所需推力多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________