2022届新高考物理二轮学案-专题三 第6讲 动量与动量守恒.docx
《2022届新高考物理二轮学案-专题三 第6讲 动量与动量守恒.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022届新高考物理二轮学案-专题三 第6讲 动量与动量守恒.docx(12页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第6讲动量与动量守恒核心考点1动量定理【高考真题引领】1(2021山东卷)海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤(贝类动物)后,有时会飞到空中将它丢下,利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m0.1 kg的鸟蛤,在H20 m的高度、以v015 m/s的水平速度飞行时,松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g10 m/s2,忽略空气阻力。(1)若鸟蛤与地面的碰撞时间t0.005 s,弹起速度可忽略,求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F;(碰撞过程中不计重力)(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上,有一与地面平齐、长度L6 m的岩石,以岩石左端为坐标原点,建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20 m
2、,速度大小在15 m/s17 m/s之间,为保证鸟蛤一定能落到岩石上,求释放鸟蛤位置的x坐标范围。思维分析考查角度平抛运动规律、动量定理解题关键鸟蛤落地后,水平速度和竖直速度均变为零,因此应用动量定理时,要用到鸟蛤合动量的变化,而不能仅考虑竖直方向上动量的变化。解析:(1)设平抛运动的时间为t,鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v。竖直方向分速度大小为vy,根据运动的合成与分解得Hgt2,vygt,v在碰撞过程中,以鸟蛤为研究对象,取速度v的方向为正方向,由动量定理得Ft0mv联立,代入数据得F500 N(2)若释放鸟蛤的初速度为v115 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1,击中右端时,释
3、放点的x坐标为x2,得x1v1t,x2x1L联立,代入数据得x130 m,x236 m若释放鸟蛤时的初速度为v217 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1,击中右端时,释放点的x坐标为x2,得x1v2t,x2x1L联立,代入数据得x134 m,x240 m综上得x坐标区间34 m,36 m或(34 m,36 m)答案:(1)F500 N(2)34 m,36 m或(34 m,36 m)【知识方法深化】1动量定理(1)表达式:Ftmvmv.Ipp(2)力的表达式:F2动量定理的理解和应用(1)公式ppFt是矢量式,右边是物体受到所有力的总冲量,而不是某一个力的冲量。其中的F是研究对象所受
4、的包括重力在内所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,如果合外力是变力,则F是合外力在t时间内的平均值。(2)动量定理反映的是合外力的冲量I合和动量的变化量p的关系,不仅I合与p大小相等,而且p的方向与I合的方向相同。(3)公式ppFt说明了两边的因果关系,即合力的冲量是动量变化的原因。3应用动量定理解题的基本步骤【精选典题练透】2(2021山东青岛模拟)如图所示,在光滑水平面上有一质量为m的物体,它受到水平向右的力F的作用。力F分别按图A、B、C、D所示的四种方式随时间t变化(图中纵坐标是F与mg的比值,水平向右为正方向)。已知物体在t0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述
5、四种受力情况下物体在2 s末的速率,则这四个速率中最大的是()解析:物体运动过程中,受重力、支持力、拉力作用,合力等于拉力,根据动量定理有Imv0,故物体受到冲量最大时,末速度最大,图中 t图像与t轴围成的面积与冲量大小成正比,上方冲量为正,下方冲量为负,由于A图中冲量的矢量和最大,故A图受力情况下物体的末速度最大。答案:A3(多选)(2021江苏南京二模)2020年5月8日,我国新一代载人飞船试验船成功着陆,3具降落伞组成伞群完成减速,其总面积相当于五六个标准篮球场。飞船总质量为m,接近地面时已经是以速度v匀速下落,每个降落伞提供的拉力和竖直方向夹角均为,重力加速度为g;试验船底部安装6个卡
6、车轮大小的缓冲气囊帮助舱体平稳着陆,缓冲时间为t,绳子重力不计,飞船所受空气阻力不计,着陆的瞬间绳子自动断裂(抛伞)。以下说法正确的是()A每个降落伞产生的拉力是B每个降落伞产生的拉力是C每个缓冲气囊所受的平均作用力为D每个缓冲气囊所受的平均作用力为解析:匀速降落时,飞船受力平衡, F,故A错误,B正确;对飞船落地过程用动量定理,选向上为正,(6F2mg)t0(mv),化简后F2,故C正确,D错误。答案:BC4(2021山东省泰安市高三模拟能力测试)2019年8月,“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包,脚踩由5个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”,仅用22分钟就飞越了英吉利海峡35公里的海面。已知扎帕塔
7、(及装备)的总质量为120 kg,设发动机启动后将气流以6 000 m/s的恒定速度从喷口向下喷出,则当扎帕塔(及装备)悬浮在空中静止时,发动机每秒喷出气体的质量为(不考虑喷气对总质量的影响,取g10 m/s2)()A0.02 kg B0.20 kgC0.50 kg D5.00 kg解析:设扎帕塔(及装备)对气体的平均作用力为F,根据牛顿第三定律可知,气体对扎帕塔(及装备)的作用力与F大小相等。当扎帕塔(及装备)悬浮在空中静止时,有:FMg;设时间t内喷出的气体的质量为m,则对时间t内喷出的气体由动量定理得:Ftmv,解得:,代入数据解得:0.20 kg/s,即发动机每秒喷出气体的质量为0.2
8、0 kg,故B正确,A、C、D错误。答案:B核心考点2动量守恒定律【高考真题引领】1(多选)(2020全国卷)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为()A48 kg B53 kgC58 kg D63 kg思维分
9、析考查角度动量守恒定律、碰撞后物体运动情况的判断。解题关键物块反弹后追不上运动员的条件是速度小于运动员的速度且运动员速度反向。尝试解答_解析:设运动员和物块的质量分别为m、m0,规定运动员运动的方向为正方向,运动员开始时静止,第一次将物块推出后,运动员和物块的速度大小分别为v1、v0,则根据动量守恒定律0mv1m0v0,解得v1v0,物块与弹性挡板撞击后,运动方向与运动员同向,当运动员再次推出物块mv1m0v0mv2m0v0,解得v2v0,第3次推出后mv2m0v0mv3m0v0, 解得v3v0,依次类推,第8次推出后,运动员的速度v8v0,根据题意可知v8v05 m/s,解得m60 kg,第
10、7次运动员的速度一定小于5 m/s,则v7v052 kg,综上所述,运动员的质量满足52 kgm60 kg,AD错误,BC正确。答案:BC【知识方法深化】1动量守恒条件的理解(1)理想守恒:不受外力或所受外力的矢量和为零。(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。(3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的矢量和为零,则系统在这方向上动量守恒。2应用动量守恒定律解题的基本步骤(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体)及研究的过程;(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒);(3)规定正方向,确定初、末状态的动量;(4)由动量
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 新高 物理 二轮 专题 动量 守恒
限制150内