高三物理-一轮复习动量冲量动量定理导学案

班级：组别：姓名：组内评价：教师评价：（等第）课题：冲量动量动量定理【重点难点】动量和冲量概念，动量定理简单应用【自主学习】教师评价：（等第）1．动量P=，它的方向与方向相同，选择不同的参照物，同一运动物体的动量可能。系统的动量是指系统内各物体动量的和。动量的变化：由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循动量与动能的关系：，注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，动能，但动能改变动量．2．冲量I=，冲量不仅由力决定还由力的作用决定，对于具有恒定方向的力来说，冲量的方向与力的方向，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动量的变化量的方向一致。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．特别是力作用在静止的物体上也有冲量．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．3．动量是状态量，冲量是量。4．动量定理的内容：。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）．自主测评：1．一个质量是0．2kg的钢球，以2m/s的速度射到坚硬的大理石板上，立即反弹，速度大小仍为2m/s2．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（）A．拉力F对物体的冲量大小为零B．拉力F对物体的冲量大小为FtC．拉力F对物体的冲量大小是FtcosθD．合力对物体的冲量大小为零3．一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷人泥潭中．若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，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Ⅱ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、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零4．一个质量为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．5．质量是60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护作用，最后使人悬挂在空中．已知弹性安全带缓冲时间为1．2s，安全带伸直后长5m，求安全带所受的平均作用力．（g=10m／s2）6．如图。所示，以vo＝10m／s2的初速度沿水平方向抛出一个质量m＝2kg的小球．忽略【学习目标】理解动量的的概念，知道冲量的意义，理解动量和冲量都是矢量，会计算一维动量变化，理解动量变化和力之间的关系，会用来计算相关问题。30°空气阻力的作用，g取10m／s2．求抛出后2s小球的动量变化．7．某种气体分子束由质量m=5．4X10-26kg速度V＝460m/s的分子组成，各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回，如分子束中每立方米的体积内有n0＝1．5X1020个分子，求被分子束撞击的平面所受到的压强．8．如图所示，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μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？二、我的疑问：三、【合作探究】1．动量冲量概念理解变式：以速率V1飞来的网球,被球拍击中以速率V2反向飞出,这时网球的动能变化了△E,则动量大小的变化为()A.212VVEB.122VVEC.21222VVED.21222VVE变式：如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°高为5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中求：（1）重力的冲量（2）支持力的冲量（3）合外力的冲量2：动量定理应用变式：(07重庆)为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水位上升了45mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12mV0V/图6-1-2Mm/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)A.0.15PaB.0.54PaC.1.5PaD.5.4Pa变式：（05天津）如图所示，质量mA为4.0kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24，木板右端放着质量mB为1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12N·s的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EKA为8.0J，小物块的动能EKB为0.50J，重力加速度取10m/s2，求：（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v02）木板的长度L.四【课堂检测】1．玻璃茶杯从同一高度掉下，落在水泥地上易碎，落在海锦垫上不易碎，这是因为茶杯与水泥地撞击过程中（）A．茶杯动量较大B．茶杯动量变化较大C．茶杯所受冲量较大D．茶杯动量变化率较大2.如图所示，质量为m的小球在竖直光滑圆形内轨道中做圆周运动，周期为T，则（）①每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为0②每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为mgT③每运转一周，小球所受合力的冲量的大小为0④每运转半周，小球所受重力的冲量的大小一定为mgT/2以上结论正确的是A.①④B.②③C.②③④D.①③④3．质量不等的两个物体静止在光滑的水平面上，两物体在外力作用下，获得相同的动能.下面的说法中正确的是（）A.质量小的物体动量变化大B.质量大的物体受的冲量大C.质量大的物体末动量小D.质量大的物体动量变化率一定大4．沿同一直线，甲、乙两物体分别在阻力F1、F2作用下做直线运动，甲在t1时间内，乙在t2时间内动量p随时间t变化的p－t图象如图所示.设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是（）A.F1＞F2，I1=I2B.F1＜F2，I1＜I2C.F1＞F2，I1＞I2D.F1=F2，I1=I25．（2006•全国）一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v．在此过程中，（）A．地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为21mv2B．地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为21mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零6、（07广东）机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是A．机车输出功率逐渐增大B．机车输出功率不变C．在任意两相等时间内，机车动能变化相等D．在任意两相等时间内，机车动量变化大小相等ptttO12甲乙0OPSQ7、（07全国Ⅱ）如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法正确的是A．a比b先到达S，它们在S点的动量不相等B．a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等C．a比b先到达S，它们在S点的动量相等D．b比a先到达S，它们在S点的动量不相等8、（02全国）质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t＝0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大？At1Bt2Ct3Dt49、（06江苏卷）一质量为m的物体放在光滑的水平面上，今以恒力F沿水平方向推该物体，在相同的时间间隔内，下列说法正确的是A．物体的位移相等B．物体动能的变化量相等C．F对物体做的功相等D．物体动量的变化量相等10．（07全国卷I）如图所示,在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正.)t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是()A.v1B.v2C.v3D.v411.（04上海）在行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带.假定乘客质量为70kg,汽车车速为108km/h(即30m/s),从开始刹车到车完全停止需要的时间为5s,安全带对乘客的作用力大小约为()A.400NB.600NC.800ND.1000N12．（2004•广东）如图所示，一质量为m的小球，以初速度0v沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为300的固定斜面上，并立即反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的43，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小．【学习日记】教师评价：（等第）★二、高考热点探究一般而言，高考中对冲量、动量的考查主要集中在对概念的理解和简单应用，动量定理的一般应用及对现象的解析【解析】取运动员为研究对象，由动量定理得：0mvtmgF，即tmgmvtFI，运动员地面没有离开地面，地面对运动员的弹力做功为零．所以B选项正确．【点评】本题考查了考生对冲量和功这两个概念的理解，冲量和功都是过程量，但决定因素不一样，冲量是力在时间上的积累，而功是力在空间上的积累．【真题2】（2004•广东）如图6-1-5所示，一质量为m的小球，以初速度0v沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为300的固定斜面上，并立即反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的43，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小．【解析】小球在碰撞斜面前做平抛运动．设刚要碰撞斜面时小球速度为v．由题意，v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v0，如图．由此得v＝2v0，碰撞过程中，小球速度由v变为反向的.43v碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，斜面对小球的冲量为mvvmI)43(，由①、②得027mvI【点评】本题考查了考生应用动量定理处理变力的冲量的能力，在应用动量定理的时候一定要注意其矢量性．【真题3】（2008四川卷）如图6-1-6一倾角为θ＝45°的斜面固定于地面，斜面顶端离地面的高度h0＝1m，斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板．在斜面顶端自由释放一质量m＝0.09kg的小物块（视为质点）．小物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.2．当小物块与挡板碰撞后，将以原速返回．重力加速度g＝10m/s2．在小物块与挡板的前4次碰撞过程中，挡板给予小物块的总冲量是多少？【解析】解法一：设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动，到达斜面底端时速度为v．由功能关系得sincos212hmgmvmgh①以沿斜面向上为动量的正方向．按动量定理，碰撞过程中挡板给小物块的冲量)(vmmvI②设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h’，则sincos212hmghmgmv③图6-1-5图6-1-6同理，有sincos212hmgvmhmg④)(vmvmI⑤式中，v’为小物块再次到达斜面底端时的速度，I’为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量．由①②③④⑤式得kII⑥式中tantank⑦由此可知，小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数，首项为)cot1(2201ghmI⑧总冲量为)1(3214321kkkIIIIII⑨由)11112kkkkknn⑩得)cot1(221104ghmkkI⑾代入数据得)63(43.0IN·s⑿解法二：设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动，小物块受到重力，斜面对它的摩擦力和支持力，小物块向下运动的加速度为a，依牛顿第二定律得mamgmgcossin①设小物块与挡板碰撞前的速度为v，则sin22hav②以沿斜面向上为动量的正方向．按动量定理，碰撞过程中挡板给小物块的冲量为)(vmmvI③由①②③式得)cot1(221ghmI④