2020《三维设计》新课标一轮复习教师用书教师用书第六章 动量

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第六章 动量
[全国卷 5年考情分析](说明:20142016 年,本章内容以选考题目出现)
考点及要求 20142018 考情统计 命题概率 常考角度
动量、动量定
理、动量守恒
定律及其应用
()
'18Ⅰ卷T14(6 )'18Ⅰ卷T24(12 )
'18Ⅱ卷T15(6 )'18Ⅲ卷T25(20 )
'17Ⅰ卷T14(6 )'17Ⅱ卷T15(6 )
'17Ⅲ卷T20(6 )'16Ⅰ卷T35(2)(10 )
'16Ⅱ卷T35(2)(10 )
独立命题
概率 100%
综合命题
概率 100%
(1)动量定理与动
量守恒定律的应
(2)动量守恒与能
量守恒的综合应
(3)动量守恒定律
与磁场、电磁感
原子核物理等
知识的综合应用
弹性碰撞和非
弹性碰撞()
'18Ⅱ卷T24(12 )'16Ⅲ卷T35(2)(10 )
'15Ⅰ卷T35(2)(10 )'15Ⅱ卷T35(2)(10
)
'14Ⅰ卷T35(2)(9 )
独立命题
概率 60%
实验七:验证
动量守恒定律 ' 14Ⅱ卷T35(2)(10 )
独立命题
概率 20%
1节 动量定理
一、动量
1.定义:物体的质量和速度的乘积。
2.表达式:p=。
3.单位:kg·m/s
4.标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同。
二、动量定理
1.冲量
(1)定义:力和力的作用时间的乘积。
(2)表达式:IFt
(3)单位:N·s
(4)标矢性:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向相同。
2动量定理
(1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。
(2)表达式:Ftm v m v
[深化理解]
1.动量变化量也是矢量,其方向与速度变化量的方向相同。
2.力与物体运动方向垂直时,该力不做功,但该力的冲量不为零。
3.某个力的冲量与物体的运动状态及其是否受其他力无关。
4.动量定理是矢量方程,列方程时应选取正方向,且力和速度必须选同一正方向。
[基础自测]
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一、判断题
(1)动量越大的物体,其速度越大。(×)
(2)物体的动量越大,其惯性也越大。(×)
(3)物体所受合力不变,则动量也不改变。(×)
(4)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零。(×)
(5)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同。(×)
(6)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的。()
二、选择题
1(2018·全国卷 )高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动
启动阶段,列车的动能(  )
A.与它所经历的时间成正比
B.与它的位移成正比
C.与它的速度成正比
D.与它的动量成正比
解析:B Ekmv2,与速度的平方成正比,故 C误。速度 vat,可Ek
ma2t2,与经历的时间的平方成正比,故 A错误。根据 v22ax,可得 Ekmax,与位移成正
比,故 B正确。动量 pmv,可得 Ek=,与动量的平方成正比,故 D错误。
2[沪科版选35 P10 T3]量为 5 kg 的小球以 5 m/s 的速度竖直落到地板上,随
后以 3 m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为(  )
A10 kg·m/s       B.-10 kg·m/s
C40 kg·m/s D.-40 kg·m/s
解析:D 动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正方向,则小球的初
动量 p1mv125 kg·m/s,末动量 p2mv2=-15 kg·m/s,所以动量的变化 Δpp2p1
=-40 kg·m/s
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3()一质量为 2 kg 的物块在合外力 F的作用下从静止
开始沿直线运动。F随时间 t变化的图线如图所示,则(  )
At1 s 时物块的速率为 1 m/s
Bt2 s 时物块的动量大小为 4 kg·m/s
Ct3 s 时物块的动量大小为 5 kg·m/s
Dt4 s 时物块的速度为零
解析:AB 2 s 内物块做初速度为零的匀加速直线运动,加速度 a1== m/s21
m/s2t1 s 时物块的速率 v1a1t11 m/s,故 At2 s 时物块的速率 v2a1t22
m/s,动量大小为 p2mv24 kg·m/s,故 B正确;物块在 24 s 内做匀减速直线运动,加速
度的大小 a2==0.5 m/s2t3 s 时物块的速率 v3v2a2t32 m/s0.5×1 m/s1.5 m/s,动
量大小 p3mv33 kg·m/s,故 C错误;t4 s 时物块的速度 v4v2a2t42 m/s0.5×2 m/s
1 m/s,故 D错误。
高考对本节内容的考查,主要集中在对动量、冲量、动量变化量的理解及应用动量定理
解决实际问题,题型多为选择题,而动量定理结合其他力学知识进行综合考查,也可以计算
题的形式呈现,难度中等。
考点一 动量与冲量的理解[基础自修类]
[题点全练]
1[对动量的理解]
下列关于动量的说法正确的是(  )
A.质量大的物体动量一定大
B.速度大的物体动量一定大
C.两物体动能相等,动量不一定相等
D.两物体动能相等,动量一定相等
解析:C 动量等于运动物体质量和速度的乘积,动量大小与物体质量、速度两个因
素有关,AB错;由动量大小和动能的表达式得出 p,两物体动能相等,质量关系不明
确,动量不一定相等,D错,C对。
2[对冲量的理解与大小比较]
如图所示,竖直面内有一个固定圆环,MN 是它在竖直方向上的直
两根光滑滑轨 MPQN 的端点都在圆周上,MP>QN将两个完全相同
的小滑块 ab分别从 MQ点无初速度释放,在它们各自沿 MPQN 运动
到圆周上的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.合力对两滑块的冲量大小相同
B.重力对 a滑块的冲量较大
C.弹力对 a滑块的冲量较小
D.两滑块的动量变化大小相同
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解析:C 这是等时圆,即两滑块同时到达滑轨底端。合力 Fmgsin θ(θ为滑轨
倾角)Fa>Fb,因此合力a滑块的冲量较大,a块的动量变化也大;重力的冲量大小、
方向都相同;弹力 FNmgcos θFNa<FNb,因此弹力对 a滑块的冲量较小。故 C正确。
3[动量变化量的大小计算]
(多选)量为 m物体以初速度 v0开始做平抛运动,经过时间 t下降的高度为 h,速
度变为 v,在这段时间内物体动量变化量的大小为(  )
Am(vv0)         Bmgt
Cm Dm
解析:BCD 由动量定理可得,物体在时间 t内动量变化量的大小为 mgtB正确;
物体在平抛运动过程中速度变化量 Δv沿竖直方向,其大小 Δv=,由机械能守恒定律可
得:mv02mghmv2,所以=,故物体动量变化量 ΔpmΔvmm,选项 CD均正确,
只有选项 A错误。
[名师微点]
1动能、动量、动量变化量的比较
动能 动量 动量变化量
定义 物体由于运动而具
有的能量
物体的质量和速度
的乘积
物体末动量与初动量的
矢量差
定义式 Ekmv2pmvΔpp′-p
标矢性 标量 矢量 矢量
特点 状态量 状态量 过程量
关联方程 Ek=,Ekpvp=,p
联系
(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系
(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变
化时动能不一定发生变化
2冲量的计算
(1)恒力的冲量:直接用定义式 IFt 计算。
(2)变力的冲量
① 方向不变的变力的冲量,若力的大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,则
F在某段时间 t内的冲量 It,其中 F1F2为该段时间内初、末两时刻力的大小。
② 作出 Ft 变化图线,图线与 t轴所夹的面积即为变力的冲量。如
所示。
③ 对于易确定始、末时刻动量的情,可用动量定理求解,即通过
Δp间接求出冲量。
考点 动量定理的理解和应用[师生共研类]
1应用动量定理解释的两类物理现象
(1)物体的动量变化量一定时,力的作用时间 Δt,力 F越大,力的作用时间 Δt
,力 F越小,如玻璃杯掉在水地上易,而地上不易
(2)作用力 F一定时,力的作用时间 Δt,动量变化量 Δp越大,力的作用时间 Δt
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,动量变化量 Δp越小。
2应用动量定理解题的一般步骤
(1)确定研究。中阶段的动量定理题,其研究般仅限于单个物体。
(2)对物体受力分析。可以个力的冲量,求各力冲量的矢量和;或先
力,求其冲量。
(3)抓住过程的初、末状态,选正方向,确定各动量和冲量的正、负号
(4)动量定理列方程,如有必要还需要其他补充方程,代入求解对过程较
复杂的运动,可分段用动量定理,也可个过程用动量定理。
[典例] “蹦床成为的比赛项目质量为 m的运动床垫正上方 h1
由落下,落后反弹的高度为 h2运动次与床垫的时间为 t,求在运动床垫
的时间内运动床垫的平均作用力。(空气阻力不计,重力加速度为 g)
[解析] 设运动员下降 h1接触床垫的速度大小v1离开床垫的速度大小为 v2
由机械能守恒定律得
mv12mgh1
mv22mgh2
设时间 t床垫对运动员的平均作用力为 F取向上为正方向
由动量定理得(Fmg)tmv2(mv1)
以上三式联立可得 F=+mg
再由牛顿第三定律得运动员对床垫的作用力为
FF=+mg方向竖直向下
[答案] mg,方向竖直向下
[延伸思考]
(1)床垫对运动的冲量是多少?
(2)不是落在床垫上,而是落在水地面上,运动所受的平均冲力表达式
相同吗?际结果吗?
提示:(1)床垫对运动员的冲量 IFtm()mgt
(2)运动员所受的平均冲力表达式相同,但因落在水泥地面上时,作用时间 t明显减小,
故运动员所受平均冲力明显增大,容易受到伤害。
例题及相关延伸思考旨在让考生掌握应用动量定理的方法技巧和注意事项。
(1)对不涉及加速度和位移的力与运动的关系问题,应用动量定理不需要考虑运动过程
的细节,解题较为方便。
(2)在应用动量定理解题时,需要表达物体(沿某方向)受到的合冲量,所以一定要对物体
认真进行受力分析,不可有力的遗漏。
(3)当合力远大于重力时,可忽略重力的冲量。
(4)对于变力的冲量,往往通过动量定理来计算。
(5)建立方程时要事先选定正方向,确定力与速度的正、负号。
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[题点全练]
1[应用动量定理解释生活现象]
玻璃高度容易这是璃杯
的撞过程中(  )
A玻璃杯的动量较大     B玻璃杯受到的冲量较大
C玻璃杯的动量变化较大 D玻璃杯的动量变化较
解析:D 从同一高度落到地面上时,速度相同,动量相同,与草地或石头接触后,
末动量均变为零,因此动量变化量相同因为玻璃杯与石头的作用时间短,由动量定理 Ft
mΔv知,此时玻璃杯受到的力 F较大,即玻璃杯的动量变化较,容易D正确。
2[应用动量定理求变力的冲量]
如图所示,一固定在上,一个质量为 m块以速
v0右侧沿光滑水平面向与弹发生相作用。
用的过程中弹在弹性范围那么,在个相作用的过程中弹块冲量 I
的大小和弹块做的功 W分别是(  )
AI0Wmv02      BImv0Wmv02
CI2mv0W0 DI2mv0Wmv02
解析C 可知开弹簧瞬也为 v0为正
向,理可Imv0(mv0)2mv0能定得:Wmv02mv020
故选项 C正确。
3[应用动量定理计算平均力]
在水平地面的B有一面,一小物块放在水平地面上的 A
点,质量 m0.5 kgAB 距离 s5 m,如图所示小物块以初速度 v0
8 m/s AB运动,刚要与墙壁碰撞时的速度 v17 m/s,碰撞后以速度 v26 m/s
向弹回。重力加速度 g10 m/s2。求:
(1)小物块从 AB运动过程中的加速度 a的大小;
(2)小物块与地面间的动摩擦因μ
(3)若碰撞时间 t0.05 s,碰撞过程中面对小物块平均作用力 F的大小。
解析:(1)AB过程是匀减速直线运动,根据速度位移式,有:a m/s2=-
1.5 m/s2
所以加速度的大小为 1.5 m/s2
(2)AB过程,由动能定理,有:
μmgsmv12mv02
代入数据解得:μ0.15
(3)碰撞过程,规定向为正方向,由动量定理,有:
FΔtmv2m(v1)
可得:F130 N
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答案:(1)1.5 m/s2 (2)0.15 (3)130 N
融会贯通归纳好——巧微元合动量定理解决流体及微粒
()流体类柱状模型问题
体及
其特点
通常被广义地为“体”,质量具有连续性,通常
ρ
1立“模型”,沿v的方向选取一段柱形流体,其横截面积为
S
2微元研究,作用时间 Δt内的一段柱形流体的度为 Δl,对应的质量为
ΔmρSvΔt
3 建立方程,应用动量定理研究这段
[1] (2016·)游乐有一喷泉将一M
定地悬停为计算方便起见假设横截面积为 S喷口持续以速度 v0
直向出;底部为平(面积大于 S);水后,在竖直方向水的
度变为零,在水平方向朝四周均匀忽略空气阻知水的度为 ρ,重力加速度大小
g。求
(1)喷泉单位时间内出的水的质量;
(2)具在悬停时,其面相对于喷口的高度。
[解析] (1)Δt时间内,从喷口喷出的水的体积为 ΔV,质量为 Δm,则
ΔmρΔV
ΔVv0SΔt
①②式得,位时间内从喷口喷出的水的质量为
ρv0S
(2)玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为 h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度
大小为 v。对于 Δt时间内出的水,由能量守恒得
m)v2m)ghm)v02
h高度Δt时间内喷射玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为
Δpm)v
设水对玩具的作用力的大小为 F,根据动量定理有
FΔtΔp
由于玩具悬停,由力的平衡条件
FMg
联立③④⑤⑥⑦式得
h=-。
[答案] (1)ρv0S (2)
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(二)微粒类模型
微粒
其特点
通常电子、光子尘埃被广义地为“微粒,质量具有独立性,通常
出单位体积内子数 n
分析
步骤
1立“模型,沿运动的方向选取一段微元体的横截面积为 S
2
微元研究,作用时间 Δt内一段柱形流体的度为 Δl,对应的体积为 ΔV
Sv0Δt,则微元内的子数 Nnv0SΔt
3应用动量定理研究单个子,立方程,乘以 N计算
[2] 宇宙飞船过程中有多技术问要解,其中当飞船进入宇
宙微粒尘区时如何保持速度不变的题。宇宙飞船v2.0×103 m/s 的速度进入密
ρ2.0×106 kg/m3微粒尘区飞船垂直于运动方向上S5 m2
微粒飞船相碰后都附着飞船上,则飞船保持速度 v不变,所需推
[解析] 飞船微粒尘区飞Δt时间,则在这时间内附着飞船上的微粒质量 Δm
ρSvΔt
微粒静止到与飞船运动微粒的动量增加
由动量定理 FtΔpFΔtΔmvρSvΔtv
所以飞船所需FρSv22.0×106×5×(2.0×103)2N40 N
[答案] 40 N
,即选取短时Δt内动量生变化的那部分物质作为研,建立柱状模型:研
在以 S积、vΔt体内,质量为 ΔmρSvΔt分析Δt时间
动量的变化情况,再根据动量定理出有关的物理量。 
[课时跟踪检测]
[A 级——基础小题练熟练快]
1(多选) (2018·蚌埠模拟)2017 11 5巴蜀女篮勇夺球比赛冠军
假设中相l名队球时,抛球和接球时高度相同,球中的
运动时间为 t。若不计空气阻力,关于球过程中的有关物理知识,以下说法正确的是(
)
A.球出后,经时间后到达高点
B.球在高点的速度大小为
C球过程中,重力对球的冲量为零
D球过程中,重力始不做功
解析:AB 球出后,先做上抛运动,到达后,做平抛运动,两运动
有相等时间,所以到达的时间为,A正确;球在,竖直方向上的速度为零,
只有水平方向上的速度,而球在水平方向上做匀速直线运动,在 t时间内水平位移为 l,故
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球在的速度大小为 v=,B正确球过程中,重始终存在,根据动量定理可知重
力对ImgtC错误程中竖直位移向下
重力先做负后做正D错误。
2(2018·全国卷)易对行人造伤害。若一个 50 g 鸡蛋从一居民楼25
层坠下,与地面的碰撞时间2 ms,则该鸡蛋对地面生的冲(  )
A10 N          B102 N
C103 N D104 N
解析C 3 mh3×25 m75 m的速
v22gh,根据动量定(Fmg)t0(mv),解到地面的Fmg103
N,由牛顿第三定律知 C正确。
3.在中相同高度以相同的速率分别抛出质量相同的个小球。一个竖直上抛,一
个竖直下抛,一个平抛。若不计空气阻力,个小球从抛出到落地的过程中(  )
A个小球动量的变化量相同
B.下抛球和平抛球动量的变化量相同
C.上抛球动量的变化量
D个小球落地时的动量相同
解析:C 三个小球以相同的速率抛出,可知做竖直上抛运动的小球、做平抛运动的
小球和做竖直下抛运动的小球运动的时间依次减小,根据动量定理有 mgtΔp,可得上抛球
CAB
mghmv2mv02,可知三个球落地时速度的大小相等,由于做平抛运动的小球末速度方向
与做上抛运动和下抛运动的小球末速度方向不同,则三个球落地时的动量不同,故 D错误
4.一个质量为 m100 g 的小球从 h0.8 m 的高自由下落,落到一个厚软垫上,若
从小球接触软小球陷至最低点经t0.2 s竖直向下的方向为正,则在这段时
间内,软垫对小球的冲量为(g10 m/s2)(  )
A0.6 N·s B0.4 N·s
C.-0.6 N·s D.-0.4 N·s
解析:C 设小球自由下落 h0.8 m 的时间为 t1,由 hgt12t1 0.4 sIN
垫对量,向下正方小球运动动量
mg(t1t2)IN0,解得 IN=-0.6 N·s
负号表示软垫对小球的冲量方向和重力的方向相。故选项 C正确。
5.有一宇宙飞,它沿运动方向的正对面S2 m2,以 v3×103 m/s 的相对速度
宇宙微粒尘区此微粒尘区 1 m3间中有一个的平均质量为 m
2×107 kg微粒飞船撞后附着上,要使飞速度不变,飞船牵引
(  )
A3.6×103 N B3.6 N
C1.2×103 N D1.2 N
解析:B t时间内与飞船碰撞并附着飞船微粒总质量为 MvtSm,设飞船
微粒的作用力为 F,由动量定理,FtMv,联立解得:Fv2Sm相关据,得 F
摘要:

第1页共44页第六章动量[全国卷5年考情分析](说明:2014~2016年,本章内容以选考题目出现)考点及要求2014~2018考情统计命题概率常考角度动量、动量定理、动量守恒定律及其应用(Ⅱ)'18Ⅰ卷T14(6分),'18Ⅰ卷T24(12分)'18Ⅱ卷T15(6分),'18Ⅲ卷T25(20分)'17Ⅰ卷T14(6分),'17Ⅱ卷T15(6分)'17Ⅲ卷T20(6分),'16Ⅰ卷T35(2)(10分)'16Ⅱ卷T35(2)(10分)独立命题概率100%综合命题概率100%(1)动量定理与动量守恒定律的应用(2)动量守恒与能量守恒的综合应用(3)动量守恒定律与磁场、电磁感应、原子核物理等知识的...

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