2022届高考物理一轮复习第六章动量第1课时动量冲量动量定理学案.docx
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1、第六章 动量定标核心素养物理观念掌握动量、冲量、动量定理、动量守恒定律等概念。科学思维能处理和解释弹性碰撞、爆炸、反冲现象、动量和能量的综合等问题。科学探究验证动量守恒定律。定位主干知识1.动量、动量定理2动量守恒定律及其应用3弹性碰撞和非弹性碰撞4实验:验证动量守恒定律第1课时动量冲量动量定理必备知识(一)动量和冲量1动量的计算 (多选)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/sBt2 s时物块的动量大小为4 kgm/sCt3 s时物块的动量大小为5 kgm/sDt4 s时物块的速度为零解析:选AB前
2、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/s2,t1 s时物块的速率v1a1t11 m/s,A正确;t2 s时物块的速率v2a1t22 m/s,动量大小为p2mv24 kgm/s,B正确;物块在24 s内做匀减速直线运动,加速度的大小为a20.5 m/s2,t3 s时物块的速率v3v2a2t3(20.51)m/s1.5 m/s,动量大小为p3mv33 kgm/s,C错误;t4 s时物块的速度v4v2a2t4(20.52)m/s1 m/s,D错误。2动量和动量的变化质量为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
3、为正方向,则小球动量的变化为()A10 kgm/s B10 kgm/sC40 kgm/s D40 kgm/s解析:选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 kgm/s,末动量p2mv215 kgm/s,所以动量的变化pp2p140 kgm/s。3冲量的计算拍皮球是大家都喜欢的体育活动,能强身健体。已知皮球质量为m0.4 kg,为保证皮球每次与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为h1.25 m,小明需每次在球到最高点时拍球,每次拍球作用的距离为s0.25 m,使球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v。若不计空气阻力及球的形变,g取10 m
4、/s2,则每次拍球()A手给球的冲量为1.6 kgm/sB手给球的冲量为2.0 kgm/sC人对球做的功为3.2 JD人对球做的功为2.2 J解析:选D为使皮球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v,根据动量定理可知,合外力要给皮球的冲量为Imv0.44 kgm/s1.6 kgm/s,手给球的冲量与重力给球的冲量之和等于外力冲量,故手给球的冲量小于1.6 kgm/s,选项A、B错误;设人对球做的功为W,由动能定理知,Wmgsmv2,解得W2.2 J,选项D正确,C错误。系统归纳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
5、动量与初动量的矢量差定义式Ekmv2pmvppp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,Ekpv,p,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,则力F在某段时间t内的冲量It,其中F1、F2为该段时间内初、末两时刻力的大小。作出Ft变化图线,图线与t轴所夹的面积即为变力的冲量。如图所示。对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即
6、通过求p间接求出冲量。必备知识(二)动量定理1应用动量定理解释生活现象(2020全国卷)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是()A增加了司机单位面积的受力大小B减少了碰撞前后司机动量的变化量C将司机的动能全部转换成汽车的动能D延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积解析:选D汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触。司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理pFt知,司机所受作用力减小,又知安全气囊打开后,司机的
7、受力面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能。综合可知,选项D正确。2应用动量定理的计算(2019全国卷)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为()A1.6102 kg B1.6103 kgC1.6105 kg D1.6106 kg解析:选B设1 s内喷出气体的质量为m,喷出的气体与该发动机的相互作用力为F,由动量定理Ftmv知,m kg1.6103 kg,选项B正确。3平均
8、作用力的计算“蹦床”已成为奥运会的比赛项目。质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下,落垫后反弹的高度为h2,设运动员每次与床垫接触的时间为t,求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力。(空气阻力不计,重力加速度为g)解析:设运动员下降h1刚接触床垫的速度大小为v1,则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内,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Fmg再由牛顿第三定律得,运动员对床垫的作用力为FFmg,方向竖直向下。答案:mg,方向竖直向下系统归纳1动量定理:Ftm
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