高中物理復習7-1第1講動量定理及應用課件

第1講動量定理及應用課

程

標

準素

養(yǎng)

目

標通過實驗和理論推導，理解動量定理，能用其解釋生活中的有關現(xiàn)象．物理觀念：知道動量、沖量的概念．科學思維：理解動量定理和動量守恒定律，能用其解釋生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)象．知道動量守恒定律的普適性．科學探究：通過實驗，了解彈性碰撞和非彈性碰撞的特點．定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象．考點一考點一動量和沖量【必備知識·自主落實】1．動量

動量是狀態(tài)量，與時刻相對應(1)定義：物理學中把________和________的乘積定義為物體的動量．(2)表達式：p＝________．(3)方向：動量的方向與________的方向相同．2．動量的變化(1)因為動量是矢量，動量的變化量Δp也是________，其方向與速度的改變量Δv的方向________.(2)動量的變化量Δp的大小，一般用末動量p′減去初動量p進行計算，也稱為動量的增量，即Δp＝________．質量速度mv速度矢量相同p′－p3．沖量

沖量是過程量，與時間或過程對應(1)定義：力與____________的乘積叫作力的沖量．“力”可以是某一個力，也可以是合力(2)公式：I＝________．(3)單位：沖量的單位是______，符號是_______．(4)方向：沖量是________，恒力沖量的方向與力的方向________．力的作用時間FΔt牛秒N·s矢量相同【關鍵能力·思維進階】1．如圖所示，學生練習用腳順球．某一次足球由靜止自由下落1.25m，被重新順起，離開腳部后豎直上升的最大高度仍為1.25m．已知足球與腳部的作用時間為0.1s，足球的質量為0.4kg，重力加速度大小g取10m/s2，不計空氣阻力，則(

)A.足球下落到與腳部剛接觸時動量大小為4kg·m/sB.足球自由下落過程重力的沖量大小為2kg·m/sC.足球與腳部作用過程中動量變化量為零D.腳部對足球的平均作用力為足球重力的9倍答案：B

2．一質點靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加水平外力F，力F隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說法正確的是(

)A.第2s末，質點的動量為0B.第2s末，質點的動量方向發(fā)生變化C.第4s末，質點回到出發(fā)點D.在1～3s時間內，力F的沖量為0答案：D解析：由題圖可知，0～2s時間內F的方向和質點運動的方向相同，質點經(jīng)歷了加速度逐漸增大的加速運動和加速度逐漸減小的加速運動，所以第2s末，質點的速度最大，動量最大，方向不變，故選項A、B錯誤；2～4s內F的方向與0～2s內F的方向相反，該質點0～2s內做加速運動，2～4s內做減速運動，所以質點在0～4s內的位移均為正，第4s末沒有回到出發(fā)點，故選項C錯誤；在F-t圖像中，圖線與橫軸所圍的面積表示力F的沖量的大小，由題圖可知，1～2s內的面積與2～3s內的面積大小相等，一正一負，則在1～3s時間內，力F的沖量為0，故選項D正確．3．在水平力F的作用下質量為2kg的物塊由靜止開始在水平地面上做直線運動，水平力F隨時間t變化的關系如圖所示．已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，g取10m/s2.則(

)A.6s時物塊的動量為零B.3s時物塊離初始位置的距離最遠C.0～6s時間內F對物塊沖量為24N·sD.0～6s時間內水平力F對物塊所做的功為20J答案：D

思維提升1.動量、沖量、動量變化量、動量變化率的比較

大小表達式方向動量p＝mv與v同向沖量I＝Ft與F同向動量變化量Δp＝mv′－mv與合力同向動量變化率與合力同向2.沖量的計算方法(1)恒力的沖量：直接用定義式I＝Ft計算．(2)變力的沖量①作出F-t圖線，圖線與t軸所圍的面積即為變力的沖量，如圖所示．②對于易確定始、末時刻動量的情況，可用動量定理求解．考點二考點二動量定理的理解和應用【必備知識·自主落實】1．內容：物體在一個過程中所受力的沖量等于它在這個過程始末的___________．“力”指的是合力2．公式：____________或____________．動量變化量FΔt＝mv′－mvI＝p′－p【關鍵能力·思維進階】1．用動量定理解題的基本思路2．動量定理的應用技巧(1)應用I＝Δp求變力的沖量如果物體受到大小或方向改變的力的作用，則不能直接用I＝FΔt求沖量，可以求出該力作用下物體動量的變化量Δp，等效代換得出變力的沖量I.(2)應用Δp＝FΔt求動量的變化例如，在曲線運動中，速度方向時刻在變化，求動量變化(Δp＝p2－p1)需要應用矢量運算方法，計算比較復雜。如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換得出動量的變化．考向1用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象例1籃球運動員通常要伸出雙手迎接傳來的籃球．接球時，兩手隨球迅速收縮至胸前，如圖所示．這樣做可以(

)A．減小球對手的沖量B．減小球對運動員的沖擊力C．減小球的動量變化量D．減小球的動能變化量答案：B

考向2動量定理的有關計算例2(多選)[2023·廣東卷]某同學受電動窗簾的啟發(fā)，設計了如圖所示的簡化模型．多個質量均為1kg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0.40m/s的速度與靜止的滑塊2碰撞，碰撞時間為0.04s，碰撞結束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.22m/s.關于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的有(

)A．該過程動量守恒B．滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·sC．滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40N·sD．滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N答案：BD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＝1×0.40kg·m/s＝0.40kg·m/s碰撞后的動量為p2＝2mv2＝2×1×0.22kg·m/s＝0.44kg·m/s則滑塊的碰撞過程動量不守恒，故A錯誤；對滑塊1，取向右為正方向，則有I1＝mv2－mv1＝1×0.22kg·m/s－1×0.40kg·m/s＝－0.18kg·m/s負號表示方向水平向左，故B正確；對滑塊2，取向右為正方向，則有I2＝mv2＝1×0.22kg·m/s＝0.22kg·m/s，故C錯誤；對滑塊2根據(jù)動量定理有FΔt＝I2解得F＝5.5N則滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N，故D正確．故選BD.例3

[2023·江蘇卷]如圖所示，滑雪道AB由坡道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°.平臺BC與緩沖坡CD相連．若滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達B點．滑雪者現(xiàn)從A點由靜止開始下滑，從B點飛出．已知A、P間的距離為d，滑雪者與滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力．(1)求滑雪者運動到P點的時間t；(2)求滑雪者從B點飛出的速度大小v；(3)若滑雪者能著陸在緩沖坡CD上，求平臺BC的最大長度L.

考向3動量定理與圖像的綜合例4[2024·河北模擬預測]如圖甲所示，物塊放置在光滑固定斜面上，t＝0時刻對物塊施加一沿斜面向上的、按圖乙所示規(guī)律變化的作用力F，物塊由靜止開始運動，物塊加速度大小a隨時間t變化的圖像如圖丙所示，重力加速度g＝10m/s2，則下列說法正確的是(

)A．斜面傾角的正弦值為0.6B．物塊的質量為0.2kgC．0～1s內，F(xiàn)的沖量大小為2N·sD．1s末物塊的速度大小為2.5m/s答案：D

答案：B

典例2宇宙飛船在飛行過程中有很多技術問題需要解決，其中之一就是當飛船進入宇宙微粒塵區(qū)時，如何保持速度不變的問題．假設一宇宙飛船以v＝2.0×103m/s的速度進入密度ρ＝2.0×10－6kg/m3的微粒塵區(qū)，飛船垂直于運動方向上的最大橫截面積S＝5m2，且認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？解析：設飛船在微粒塵區(qū)的飛行