2021江苏新高考物理一轮课件:第六章-第1讲-动量定理及其应用-.pptx
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- 2021 江苏 新高 物理 一轮 课件 第六 动量 定理 及其 应用
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1、第1讲动量定理及其应用大一轮复习讲义过好双基关研透命题点课 时 精 练内容索引NEIRONGSUOYIN微点讲座系列8随堂巩固练过好双基关011.动量(1)定义:物体的 与 的乘积.(2)表达式:p .(3)方向:动量的方向与 的方向相同.2.动量的变化(1)因为动量是矢量,动量的变化量p也是 ,其方向与速度的改变量v的方向 .(2)动量的变化量p,一般用末动量p减去初动量p进行矢量运算,也称为动量的增量.即p .动量、动量变化、冲量一质量速度mv速度矢量相同pp3.冲量(1)定义:与 的乘积叫做力的冲量.(2)公式:.(3)单位:.(4)方向:冲量是 ,其方向 .力力的作用时间IFtNs矢量
2、与力的方向相同(1)物体质量不变时,运动的速度变化,其动量一定变化.()(2)当物体受力方向与运动方向垂直时,该力的冲量为0.()(3)某个恒力对物体做功为0时,冲量不为0.()(4)做匀速圆周运动的物体动量不变.()判断正误判断正误动量定理二1.内容:物体在一个运动过程始末的 等于它在这个过程中所受 的冲量.2.公式:或 .3.动量定理的理解(1)动量定理反映了力的冲量与 之间的因果关系,即合力的冲量是原因,物体的 是结果.(2)动量定理中的冲量是 的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和.(3)动量定理表达式是 式,等号包
3、含了大小相等、方向相同两方面的含义.动量变化量合力mvmvF(tt)ppI动量变化量动量变化量合力矢量自测(2018全国卷15)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N解析设每层楼高约为3 m,则下落高度约为h325 m75 m,02研透命题点对动量和冲量的理解1.对动量的理解(1)动量的两性瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一时刻或位置而言的.相对性:动量的大小与参考系的选取有关,通常是指相对地面的动量.基础考点自主悟透命题点一
4、 动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式pmv 标矢性矢量标量变化因素物体所受冲量外力所做的功大小关系 对于给定的物体,若动能发生了变化,动量一定也发生了变化;而动量发生变化,动能不一定发生变化.它们都是相对量,均与参考系的选取有关,高中阶段通常选取地面为参考系(2)动量与动能的比较2.对冲量的理解(1)冲量的两性时间性:冲量不仅与力有关,还与力的作用时间有关,恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积.矢量性:对于方向恒定的力来说,冲量的方向与力的方向一致;对于作用时间内方向变化的力来说,冲量的方向与相应时间内物体动量改变量的方向一致.(2)作用力和反作用力的冲量:一定等大、反向,但作
5、用力和反作用力做的功之间并无必然联系.(3)冲量与功的比较 冲量功定义作用在物体上的力和力的作用时间的乘积作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积单位NsJ公式IFt(F为恒力)WFlcos(F为恒力)标矢性矢量标量意义表示力对时间的累积是动量变化的量度表示力对空间的累积是能量变化多少的量度都是过程量,都与力的作用过程相联系例1关于物体的动量,下列说法中正确的是A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向B.物体的加速度不变,其动量一定不变C.动量越大的物体,其速度一定越大D.物体的动量越大,其惯性也越大题型1对动量和冲量的定性分析解析动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,
6、与该时刻物体的速度方向相同,选项A正确;加速度不变,则物体速度的变化率恒定,物体的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,选项B错误;物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定的,故物体的动量大,其速度不一定大,选项C错误;惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项D错误.变式1(2019江苏宿迁市期中)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以A.减小球对手的冲量 B.减小球对手的冲击力C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量解析先伸出两手迎接,手接触到球后,两手随球引至胸前,这样可以增加球
7、与手接触的时间,根据动量定理有Ft0mv,解得F ,当时间增大时,球动量的变化率减小,作用力减小,而冲量和动量的变化量都不变,动能的变化量也不变,所以B正确.例2(多选)(2019湖北宜昌市四月调研)一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态(图1甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程重物和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立t时间后再将重物缓慢向上举,至双臂伸直(图丙).甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2,经历的时间分别为t1、t2,重力加速度为g,则A.地面对运动员的冲量为(Mm)g(t1t2t),地面对 运动员做的功为0B.地面对运动员的冲量为(Mm)g(t1t2)
8、,地面对运动 员做的功为(Mm)g(h1h2)C.运动员对重物的冲量为Mg(t1t2t),运动员对重物 做的功为Mg(h1h2)D.运动员对重物的冲量为Mg(t1t2),运动员对重物做的功为0题型2对动量和冲量的定量计算图图1解析因运动员将重物缓慢上举,则可认为是平衡状态,地面对运动员的支持力为:(Mm)g,整个过程的时间为(t1t2t),根据IFt可知地面对运动员的冲量为(Mm)g(t1t2t);因地面对运动员的支持力没有位移,可知地面对运动员做的功为0,选项A正确,B错误;运动员对重物的作用力为Mg,作用时间为(t1t2t),根据IFt可知运动员对重物的冲量为Mg(t1t2t),重物的位移
9、为(h1h2),根据WFlcos 可知运动员对重物做的功为Mg(h1h2),选项C正确,D错误.变式2(多选)如图2所示,一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则A.拉力对物体的冲量大小为FtB.拉力对物体的冲量大小为Ftsin C.摩擦力对物体的冲量大小为Ftsin D.合外力对物体的冲量大小为零图图2解析拉力F对物体的冲量大小为Ft,故A项正确,B项错误;物体受到的摩擦力FfFcos,所以,摩擦力对物体的冲量大小为FftFtcos,故C项错误;物体匀速运动,则合外力为零,所以合外力对物体的冲量大小为零,故D项正确.1.对动量定理的理解(1)中学物理中,动量定理研究的对象
10、通常是单个物体.(2)Ftpp是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同.式中Ft是物体所受的合外力的冲量.(3)Ftpp除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因.(4)由Ftpp,得F 即物体所受的合外力等于物体的动量的变化率.动量定理的基本应用高考热点讲透练熟命题点二2.解题基本思路(1)确定研究对象.在中学阶段用动量定理讨论的问题,其研究对象一般仅限于单个物体.(2)对物体进行受力分析.可先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和合力的冲量;或先求合力,再求其冲量.(3)抓住过程的初、末状态,选好正方向,确定各动量和冲量的正负号.(4)根据动量定理列
11、方程,如有必要还需要补充其他方程,最后代入数据求解.例3(2018江苏卷12C(3)如图3所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下.经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上.忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小.图图3答案2mvmgt解析取向上为正方向,变式3(2020山东临沂市质检)材料相同、质量不同的两滑块,以相同的初动能分别在水平面上运动直到停止,则A.质量大的滑块运动时间长B.质量小的滑块运动位移大C.质量大的滑块所受摩擦力的冲量小D.质量小的滑块克服摩擦力做功多解析以初速度方向为正方向,根据动能定理可知:mgx0Ek
12、,即两滑块克服摩擦力做的功相等,且质量较小的滑块运动位移较大,选项B正确,D错误;可知质量大的滑块运动时间短,选项A错误;则质量大的滑块摩擦力的冲量大,故C错误.变式4(2019江西南昌市4月第二次模拟)用水平力拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,t1时刻撤去拉力F,物体做匀减速直线运动,到t2时刻停止.其速度时间图象如图4所示,且,若拉力F做的功为W1,冲量大小为I1;物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2,冲量大小为I2.则下列选项正确的是A.W1 W2;I1I2B.W1I2C.W1 W2;I1I2D.W1W2;I1I2图图4解析全过程由动能定理得:W1W20,则W1W2;由
13、动量定理得:I1I20,则I1I2,故D正确.例4一高空作业的工人质量为60 kg,系一条长为L5 m的安全带,若工人由静止不慎跌落时安全带的缓冲时间t1 s(工人最终静止悬挂在空中),则缓冲过程中安全带受的平均冲力是多少?(g取10 m/s2,忽略空气阻力的影响)动量定理在多过程问题中的应用命题点三能力考点师生共研答案1 200 N,方向竖直向下解析解法一分段列式法:设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1,经缓冲时间t1 s后速度变为0,取向下的方向为正方向,对工人由动量定理知,工人受两个力作用,即拉力F和重力mg,将数值代入得F1 200 N.由牛顿第三定律知,工人对安全带的平均冲力FF1 2
14、00 N,方向竖直向下.拉力F的冲量大小为Ft.初、末动量都是零,取向下为正方向,由牛顿第三定律知工人对安全带的平均冲力FF1 200 N,方向竖直向下.变式5在水平力F30 N的作用下,质量m5 kg的物体由静止开始沿水平面运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2,若F作用6 s后撤去,撤去F后物体还能向前运动多长时间?(g取10 m/s2)答案12 s解析解法一分段处理选物体为研究对象,对于撤去F前物体做匀加速运动的过程,受力情况如图甲所示,Ffmg,初速度为零,末速度为v.取水平力F的方向为正方向,根据动量定理有(Fmg)t1mv0;对于撤去F后,物体做匀减速运动的过程,受力情况如图乙
15、所示,初速度为v,末速度为零,根据动量定理有mgt20mv.解法二研究全过程选物体作为研究对象,研究整个运动过程,这个过程的初、末状态的速度都等于零.取水平力F的方向为正方向,根据动量定理有(Fmg)t1(mg)t20应用动量定理处理“流体模型”微点讲座系列8031.研究对象常常需要选取流体为研究对象,如水、空气等.2.研究方法隔离出一定形状的一部分流体作为研究对象,然后列式求解.3.基本思路(1)在极短时间t内,取一小柱体作为研究对象.(2)求小柱体的体积VvSt(3)求小柱体质量mVvSt(4)求小柱体的动量变化pvmv2St(5)应用动量定理Ftp例5(2019全国卷16)最近,我国为“
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