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第六章动量返回导航考点内容要求2015～2018年全国课标卷考点考次统计动量、动量定理、动量守恒定律及其应用Ⅱ2018年Ⅰ卷24题2018年Ⅱ卷15题2018年Ⅲ卷25题2017年Ⅰ卷14题2017年Ⅱ卷15题2017年Ⅲ卷20题2016年Ⅰ卷35题2016年Ⅱ卷35题弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ2016年Ⅲ卷35题2015年Ⅰ卷35题2015年Ⅱ卷35题返回导航氢原子光谱Ⅰ氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ2018年Ⅲ卷14题放射性同位素Ⅰ核力、核反应方程Ⅰ结合能、质量亏损Ⅰ返回导航裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ射线的危害与防护Ⅰ光电效应Ⅰ2018年Ⅱ卷17题爱因斯坦光电效应方程Ⅰ实验：验证动量守恒定律返回导航命题特点1.动量守恒定律、碰撞问题的考查多以计算题为主．2．光电效应、波粒二象性考查多以选择或填空题为主．3．原子结构、氢原子模型考查以选择题为主．4．衰变、核反应、核能考查以选择或填空题为主，注意与最新科技背景结合.返回导航一、动量、动量变化、冲量1．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．质量速度mv速度返回导航2．动量的变化(1)因为动量是矢量，动量的变化量Δp也是______，其方向与速度的改变量Δv的方向______．(2)动量的变化量Δp的大小，一般用末动量p′减去初动量p进行计算，也称为动量的增量．即Δp＝________．3．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_____________________．矢量相同p′－p力力的作用时间I＝FtN·s矢量与力的方向相同返回导航【自测1】下列说法正确的是()A．速度大的物体，它的动量一定也大B．动量大的物体，它的速度一定也大C．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量就保持不变D．物体的动量变化越大，则该物体的速度变化一定越大答案：D返回导航二、动量定理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，即外力的冲量是原因，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，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义.动量变化量合力mv′－mv＝F(t′－t)p′－p＝I动量变化量动量变化量合力矢量返回导航考点一对动量和冲量的理解1．对动量的理解(1)动量的两性①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．②相对性：动量的大小与参考系的选取有关，通常情况是指相对地面的动量．返回导航(2)动量与动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式p＝mvEk＝12mv2标矢性矢量标量变化因素物体所受冲量外力所做的功返回导航大小关系p＝2mEkEk＝p22m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返回导航2.对冲量的理解(1)冲量的两性①时间性：冲量不仅由力决定，还由力的作用时间决定，恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积．②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，但作用力和反作用力做的功之间并无必然联系．返回导航(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N·sJ公式I＝Ft(F为恒力)W＝Flcosα(F为恒力)标矢性矢量标量返回导航意义①表示力对时间的累积②是动量变化的量度①表示力对空间的累积②是能量变化多少的量度都是过程量，都与力的作用过程相互联系返回导航【例1】如图所示是我国女子短道速滑队训练中的情景，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功答案：B返回导航【变式1】(2018·湖北黄冈质检)一小球从水平地面上方无初速释放，与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变，下列说法正确的是()A．上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量B．小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零C．下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功D．从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功返回导航D解析：根据动量定理可知，上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量，选项A错误；小球与地面碰撞过程中，由动量定理得：Ft－mgt＝mv2－(－mv1)，可知地面对小球的冲量Ft不为零，选项B错误；下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力和空气阻力做功代数和，选项C错误；由能量守恒关系可知，从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功，选项D正确；故选D.返回导航【例2】(2018·甘肃西峰调研)如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径．两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MPQN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是()A．合力对两滑块的冲量大小相同B．重力对a滑块的冲量较大C．弹力对a滑块的冲量较小D．两滑块的动量变化大小相同返回导航C解析：这是“等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端．合力F＝mgsinθ(θ为滑轨倾角)，FaFb，因此合力对a滑块的冲量较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同；弹力FN＝mgcosθ，FNaFNb，因此弹力对a滑块的冲量较小．选C.返回导航【变式2】(多选)如图所示，一个物体在与水平方向成θ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FtsinθC．摩擦力对物体的冲量大小为FtsinθD．合外力对物体的冲量大小为零AD解析：拉力F对物体的冲量就是Ft，所以A项正确，B项错误；物体受到的摩擦力Ff＝Fcosθ，所以，摩擦力对物体的冲量大小为Fft＝Ftcosθ，C项错误；物体匀速运动，合外力为零，所以合外力对物体的冲量大小为零，D项正确．返回导航考点二动量定理的应用1．动量定理的理解(1)中学物理中，动量定理研究的对象通常是单个物体．(2)Ft＝p′－p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)Ft＝p′－p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Ft＝p′－p，得F＝p′－pt＝Δpt，即物体所受的合外力等于物体的动量对时间的变化率．返回导航2．用动量定理解题的基本思路(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)根据动量定理列方程，如有必要还需要补充其他方程，最后代入数据求解．返回导航【例3】(2015·安徽理综·22)一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示．物块以v0＝9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止，g取10m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.返回导航解析：(1)对小物块从A运动到B处的过程，应用动能定理得－μmgs＝12mv2－12mv20代入数值解得μ＝0.32(2)取向右为正方向，碰后物块速度v′＝－6m/s由动量定理得：FΔt＝mv′－mv解得F＝－130N其中“－”表示墙面对物块的平均作用力方向向左．返回导航(3)对物块反向运动过程，应用动能定理得－W＝0－12mv′2解得W＝9J答案：(1)0.32(2)130N(3)9J返回导航【变式3】(2018·湖北部分重点中学模拟)质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经过时间t，身体伸直并刚好离开地面，离开地面时速度为v.在时间t内()A．地面对他的平均作用力为mgB．地面对他的平均作用力为mvtC．地面对他的平均作用力为m(vt－g)D．地面对他的平均作用力为m(g＋vt)返回导航D解析：人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：(F－mg)t＝mv；故地面对人的平均作用力为F＝m(g＋vt)，故D正确．返回导航【变式4】(2015·重庆理综·3)高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m2ght＋mgB.m2ght－mgC.mght＋mgD.mght－mg返回导航A解析：由自由落体运动公式得人下降h距离时的速度为v＝2gh，在t时间内对人由动量定理得(mg－F)t＝0－mv，解得安全带对人的平均作用力为F＝m2ght＋mg，A项正确．返回导航考点三动量定理在多过程问题中的应用应用动量定理解决多过程问题的方法与动能定理类似，有分段列式和全程列式两种思路．【例4】质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.4.有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3s后撤去F.求物体运动的总时间(g取10m/s2)．返回导航解析：物体由开始运动到停止运动的全过程中，F的冲量为Ft1，摩擦力的冲量为Fft.选水平恒力F的方向为正方向，根据动量定理有Ft1－Fft＝0①又Ff＝μmg②联立①②式解得t＝Ft1μmg，代入数据解得t＝3.75s.答案：3.75s返回导航【变式5】(多选)如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有()A．小球的机械能减少了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功为mghC．小球所受阻力的冲量大于m2gHD．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量返回导航AC解析：由动能定理得mg(H＋h)＋Wf＝0，Wf＝－mg(H＋h)，所以小球的机械能减少了mg(H＋h)，A正确，B错误．小球自由落下至地面过程，机械能守恒，mgH＝12mv2，v＝2gH，落到地面上后又陷入泥潭，由动量定理IG－If＝0－mv，所以If＝IG＋mv＝IG＋m2gH，小球所受阻力的冲量大于m2gH，C正确．由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，D错误．返回导航考点四应用动量定理处理“流体模型