2022年高考物理专题复习讲义 .pdf

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1、学习必备欢迎下载动量知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成两部分，即：动量、冲量、动量定理；动量守恒定律。其中重点是动量定理和动量守恒定律的应用。难点是对基本概念的理解和对动量守恒定律的应用。动量冲量动量定理教学目标：1理解和掌握动量及冲量概念；2理解和掌握动量定理的内容以及动量定理的实际应用；3掌握矢量方向的表示方法，会用代数方法研究一维的矢量问题。教学重点： 动量、冲量的概念，动量定理的应用教学难点： 动量、冲量的矢量性教学方法： 讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、动量和冲量1动量按定义，物体的质量和速度的乘积叫做动量：p=mv（1）动量是描述物体运动状态的一个状态量，它

2、与时刻相对应。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页学习必备欢迎下载（2）动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。（ 3）动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关， 因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。2动量的变化：ppp由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。（ 1）若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。（2）若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。【例 1】一个质量为

3、m=40g 的乒乓球自高处落下，以速度v=1m/s 碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v=0.5m/s。求在碰撞过程中，乒乓球动量变化为多少？2冲量按定义，力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I= Ft（1）冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。（ 2）冲量是矢量， 它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t 内的冲量， 就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。（ 3

4、）高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。（4）要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。【例 2】 质量为 m 的小球由高为H 的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？点评：特别要注意，该过程中弹力虽然不做功，但对物体有冲量。二、动量定理1动量定理物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I=p（ 1）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。m 精选学习资料

5、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页学习必备欢迎下载（2）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。（3）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：tPF（牛顿第二定律的动量形式）。（ 4）动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正。点评： 要注意区分“合外力的冲量”和“某个力的冲量”，根据动量定理，是“合外力的冲量”等于动量的变化量，而不是“某个力的冲量”等于动量的变化量。这是在应用动量定理解题时经常出错的地方，要引起注意。【例 3】 以初速度 v0平抛出一个质量为m 的物体，

6、抛出后 t 秒内物体的动量变化是多少？点评： 有了动量定理，不论是求合力的冲量还是求物体动量的变化，都有了两种可供选择的等价的方法。本题用冲量求解，比先求末动量，再求初、 末动量的矢量差要方便得多。当合外力为恒力时往往用Ft 来求较为简单；当合外力为变力时，在高中阶段只能用 p 来求。2动量定理的定性应用【例 4】 鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在地板上，鸡蛋被打破；第二次落在泡沫塑料垫上，没有被打破。这是为什么？【例 5】某同学要把压在木块下的纸抽出来。第一次他将纸迅速抽出，木块几乎不动；第二次他将纸较慢地抽出，木块反而被拉动了。这是为什么？【例 6】一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷

7、人泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程，进人泥潭直到停止的过程称为过程，则( ) A 、过程 I 中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B、过程中阻力的冲量的大小等于过程I 中重力的冲量的大小C 、I、两个过程中合外力的总冲量等于零3动量定理的定量计算利用动量定理解题，必须按照以下几个步骤进行：（ 1）明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的质点组。 质点组内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段。（ 2）进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外力。 研究对象内部的相互作用力

8、（内力）会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总动量，因此不必分析内力。 如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同，就要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页学习必备欢迎下载（ 3）规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。（ 4） 写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量（或各外力在各个阶段的冲量的矢量和）。（5）根据动量定理列式求解。【例 7】质量为m 的小球，从沙坑上方自由

9、下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间 t2停在沙坑里。求：（1）沙对小球的平均阻力F；（2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。点评： 这种题本身并不难，也不复杂，但一定要认真审题。要根据题意所要求的冲量将各个外力灵活组合。若本题目给出小球自由下落的高度，可先把高度转换成时间后再用动量定理。当t1 t2时， Fmg。【例 8】 质量为 M 的汽车带着质量为m 的拖车在平直公路上以加速度a 匀加速前进， 当速度为 v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？点评： 这种方法只能用在拖车停下之前。

10、因为拖车停下后，系统受的合外力中少了拖车受到的摩擦力，因此合外力大小不再是amM。【例 9】 质量为 m=1kg 的小球由高h1=0.45m 处自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度为h2=0.2m，从小球下落到反跳到最高点经历的时间为t=0.6s，取 g=10m/s2。求：小球撞击地面过程中，球对地面的平均压力的大小F。【例 10】一个质量为m=2kg 的物体，在F1=8N 的水平推力作用下，从静止开始沿水平面运动了t1=5s，然后推力减小为F2=5N ，方向不变，物体又运动了t2=4s 后撤去外力，物体再经过 t3=6s 停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。点评： 遇到涉及力、 时间

11、和速度变化的问题时，运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。由解法 2 可知， 合理选取研究过程，能简化解题步骤，提高解题速度。本题也可以用牛顿运动定律求解。4在 Ft 图中的冲量 ：Ft 图上的“面积”表示冲量的大小。m M v0 v/ tFOF t精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页学习必备欢迎下载【例 11】如果物体所受空气阻力与速度成正比,当以速度v1竖直上抛后 ,又以速度v2返回出发点。这个过程共用了多少时间? 点评： 该题是利用物理图象解题的范例，运用物理图象解题形象直观，可以使解题过

12、程大大简化。【例 12】跳伞运动员从2000m 高处跳下， 开始下落过程未打开降落伞，假设初速度为零，所受空气阻力与下落速度大小成正比，最大降落速度为vm=50m/s。运动员降落到离地面s=200m 高处才打开降落伞，在1s 内速度均匀减小到v1=5.0m/s，然后匀速下落到地面，试求运动员在空中运动的时间。三、针对训练1对于力的冲量的说法，正确的是（）A力越大，力的冲量就越大B作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大CF1与其作用时间t1的乘积F1t1等于 F2与其作用时间t2的乘积 F2t2，则这两个冲量相同D静置于地面的物体受到水平推力F 的作用，经时间t 物体仍静止，则此推力的冲量为零2

13、下列关于动量的说法中，正确的是（）A物体的动量改变，其速度大小一定改变B物体的动量改变， 其速度方向一定改变C物体运动速度的大小不变，其动量一定不变D物体的运动状态改变，其动量一定改变3如图所示为马车模型，马车质量为m ，马的拉力F 与水平方向成角，在拉力F 的拉力作用下匀速前进了时间t，则在时间t 内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为（）AFt，0，FtsinBFtcos，0，FtsinCFt，mgt，Ftcos精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页学习必备欢迎下载DFtcos，mgt ，Ftcos4一个质量为m

14、 的小钢球， 以速度 v1竖直向下射到质量较大的水平钢板上，碰撞后被竖直向上弹出，速度大小为v2，若 v1 = v2 = v，那么下列说法中正确的是（）A因为 v1 = v2，小钢球的动量没有变化B小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向上C小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向下D小钢球的动量变化了，大小是mv，方向竖直向上5物体动量变化量的大小为5kgm/s，这说明（）A物体的动量在减小B物体的动量在增大C物体的动量大小也可能不变D物体的动量大小一定变化6初动量相同的A、B 两个滑冰者，在同样的冰面上滑行，已知A 的质量大于的质量，并且它们与冰面的动摩擦因数相同，则它们从开始到停

15、止的滑行时间相比，应是（）A tAtB BtA=tB CtA I下BI上m ，碰前两球速率相同，合动量方向与大球的动量方向相同，碰后两球速率相等但方向相反， 合动量方向仍与质量大者方向相同，由动量守恒定律可知，碰撞前后合动量不变（包括大小和方向）；而C 项，碰后合动量反向，C 项错。 D 答案的数学表达式为vmmvmvm)(2121，v方向和质量大的物体初速方向相同，此结论是动量守恒定律中“合二为一”类问题。物理模型为“完全非弹性碰撞”。2B 取向右为正方向，由动量守恒定律，MVmvmv0，MmvmvV03A 气球和人组成系统所受合外力为零，系统动量守恒，人相对地的速度是v，气球相对地的速度是

16、V，有 mv-MV=0人相对地的位移是h，设气球相对地的位移是x，txMthm得Mmhx梯子总长度hMMmMmhhxh4C 取向右为正方向，由动量守恒定律vmmvmvm)(212211。其中kgm21，smv/21，kgm22，smv/32得 22-23=4v ，v=-0.5m/s5B、C 碰撞从发生到结束是在极短时间内完成的，由于时间极短，摆球又是由摆线连接的，它完全不受碰撞的影响，仍保持原来的速度大小和方向。A、D 两项违反上述分析，均不正确。6D 在车厢、人、子弹组成的系统中，合外力等于零，动量守恒。子弹与人的作用及子弹与车壁的作用， 都是系统内力， 不能使系统总动量发生变化。发射子弹前

17、系统总动量为零，子弹打入前车壁后，系统的总动量也为零，车厢的速度为零。7C、D 根据题设物理过程，其动量守恒22110vmvmmv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页学习必备欢迎下载设1m为较在原一块，则从这表达式可知，若0mv与11vm均为正向，那么22vm可能为正向也可能为负向，即2v可能为正向（原方向） ，也可能为负向（反方向） 。若2v为反向，则2v大于、等于、小于1v的可能都有；若2v为正向，因题设没有1v一定大于或等于0v的条件，则2v大于、等于、小于1v的可能也都有。A、B 均不对。由于各自速度为水平方向，即平抛，所以不论速度大小如何，二者一定以ght2同时落地。炸裂过程1m与2m间的相互作用，从动量守恒角度看是内力作用，其冲量定是等值反向。C、 D 正确。8mMM提示：根据BAMvvmM)(0，mMMvvBA教学后记动量定恒定律是高考重点也是难点，高考中经常是以压轴题出现，难度很大，从往年看，学生得分率较底， 因此，要帮助学生分析常见的模型，会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页