搜索
专题六动量的综合应用高考命题方向近三年高考考点分布考点鸟瞰2017年2018年2019年考点一：动量、冲量全国Ⅲ卷20全国Ⅲ卷25全国Ⅰ卷14无命题考点二：应用动量定理解“六类”问题无命题全国Ⅲ卷21全国Ⅱ卷15全国Ⅰ卷16考点三：动量守恒定律的简单应用全国Ⅰ卷14全国Ⅱ卷15全国Ⅱ卷24无命题考点四、五、六：人船模型、碰撞模型、爆炸模型无命题无命题全国Ⅲ卷25考点八：力运动、功能、动量“三大观点”综合应用无命题无命题全国Ⅰ卷25高考分类调研考点过关筛查表说明：(熟练掌握“√”；需要拓展“…”；没掌握“×”)核心素养考点鸟瞰考点热度考点掌握自查考点一：动量、冲量与其他物理量综合考查★★★★物理观念考点三：动量守恒定律的简单应用★★★★题型一：动量定理求动量的变化或冲量★★★★题型二：动量定理解释物理现象★★★题型三：动量定理求解平均力问题★★★题型四：动量定理求解流体问题★★★题型五：系统动量定理的应用★★★科学态度考点二：应用动量定理解“六类”问题题型六：动量定理在电磁感应中的应用★★★考点四：人船模型★★★题型一：弹性碰撞★★★★★题型二：弹性碰撞模型拓展★★★★★题型三：完全非弹性碰撞★★★★★题型四：完全非弹性碰撞模型拓展★★★★★考点五：碰撞模型题型五：碰撞类型不确定★★★物理模型考点六：爆炸模型★★★★题型一：一般问题中的动量守恒、能量守恒★★★★★题型二：水平方向动量守恒、能量守恒★★★★题型三：弹簧问题中的动量守恒、能量守恒★★★★★题型四：板块问题中的动量守恒、能量守恒★★★★★综合分析考点七：动量守恒、能量守恒综合应用题型五：子弹打木块问题动量守恒、能量守恒★★★★题型一：动力及运动观点、动量观点在多过程问题中的综合应用★★★★★题型二：动力及运动观点、动量观点、能量观点在圆周运动中的综合应用★★★★题型三：动力及运动观点、动量观点、能量观点在多过程问题中的应用★★★★★题型四：动力及运动观点、动量观点、能量观点在电场问题中的综合应用★★★综合分析考点八：力学“三大观点”综合应用题型五：动力及运动观点、动量观点、能量观点在磁场问题中的综合应用★★★核心素养之物理观念高考热点一：动量、冲量与其他物理量的综合考查1．动量(1)定义：p＝mv(2)动量的变化：Δp＝p1－p0.由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则．(3)动量与动能的关系：p＝2mEk，注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，动能不一定改变，但动能改变，动量是一定要变的．2．冲量(1)定义：I＝Ft(2)恒力的冲量计算恒力的冲量可直接根据定义式来计算，即用恒力F乘以其作用时间t而得．(3)方向恒定的变力的冲量计算如力F的方向恒定，而大小随时间变化的情况．如图所示，则该力在时间t＝t2－t1内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的面积．(4)一般变力的冲量计算在中学物理中，一般变力的冲量通常是借助于动量定理来计算的．(5)合力的冲量计算几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量．(2017·课标全国Ⅲ)(多选)一质量为2kg的物块在合力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()A．t＝1s时物块的速率为1m/sB．t＝2s时物块的动量大小为4kg·m/sC．t＝3s时物块的动量大小为5kg·m/sD．t＝4s时物块的速度为零答案AB解析前两秒，根据牛顿第二定律，a＝Fm＝1m/s2，则0～2s时间内的速度规律为：v＝at；t＝1s时，速率为1m/s，A项正确；t＝2s时，速率为2m/s，则动量为p＝mv＝4kg·m/s，B项正确；2～4s时间内，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律得a＝－0.5m/s2，所以3s时的速度为1.5m/s，动量为3kg·m/s，4s时速度为1m/s，C、D两项错误．故选A、B两项．核心素养之科学态度高考热点二：应用动量定理解“六类”问题1．深刻理解动量定理(1)动量定理：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化．即I＝Δp(2)这里所说的冲量必须是物体所受的合力的冲量(或者说是物体所受各力冲量的矢量和)．(3)动量定理的表达式是矢量式．在一般的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正．(4)动量定理是矢量式，用前要确定正方向．2．动量定理解题的一般步骤遇到涉及力、时间和速度变化的问题时．运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便．应用动量定理解题的思路和一般步骤为：(1)明确研究对象和物理过程；(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况；(3)选取正方向，确定物体在运动过程中始末两状态的动量；(4)依据动量定理列方程、求解．应用动量定理求动量的变化或冲量1.(2018·江苏)如图所示，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．答案2mv＋mgt解析取向上为正方向，动量定理mv－(－mv)＝I且I＝(F－－mg)t解得：IF＝F－t＝2mv＋mgt.应用动量定理解释现象2．从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎．这是因为()A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量大B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大C．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大D．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大答案D解析杯子从同一高度滑下，故到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理可知I＝Δp可知，冲量也相等；由于在泥地上，由于泥地的缓冲使接触时间变化，由I＝Ft可知，I大小相等，则杯子受到的作用力较小，故杯子掉在水泥地上比在泥土地上更易破碎．故选D项．应用动量定理求解平均力问题3．(2018·课标全国Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2s，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()A．10NB．102NC．103ND．104N答案C解析设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，由动能定理可知：mgh＝12mv2，解得：v＝2gh＝2×10×3×25m/s＝1015m/s落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正，由动量定理可知：(N－mg)t＝0－(－mv)，解得：N≈1000N，根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103N，故C项正确，故选C项．应用动量定理求解流体问题4．(2019·课标全国Ⅰ)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3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为()A．1.6×102kgB．1.6×103kgC．1.6×105kgD．1.6×106kg答案B解析设该发动机在t时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft＝mv，可知，在1s内喷射出的气体质量m0＝mt＝Fv＝4.8×1063000kg＝1.6×103kg，故本题选B项．对系统应用动量定理系统的动量定理就是系统所受合力的冲量等于系统总动量的变化．若将系统受到的每一个外力，系统内每一个物体的速度均沿正交坐标系x轴和y轴分解，则系统的动量定理的数学表达式如下：I1x＋I2x＋…＝m1Δv1x＋m2Δv2x＋…，I1y＋I2y＋…＝m1Δv1y＋m2Δv2y＋…，对于需求解系统内部各物体间相互作用力的问题，采用系统的动量定理求解将会使求解简单、过程明确．5.如图所示，矩形盒B的质量为M，放在水平面上，盒内有一质量为m的物体A，A与B、B与地面间的动摩擦因数分别μ1、μ2，开始时二者均静止．现瞬间使物体A获取一向右且与矩形盒B左、右侧壁垂直的水平速度v0，以后物体A在盒B的左右壁碰撞时，B始终向右运动．当A与B最后一次碰撞后，B停止运动，A则继续向右滑行距离s后也停止运动，求盒B运动的时间t.答案mv0－m2μ1gsμ2（M＋m）g解析以物体A、盒B组成的系统为研究对象，它们在水平方向所受的外力就是地面对盒B的滑动摩擦力，而A与B间的摩擦力、A与B碰撞时的相互作用力均是内力．设B停止运动时A的速度为v，且假设向右为正方向，由系统的动量定理得：－μ2(m＋M)gt＝mv－mv0当B停止运动后，对A应用动能定理得：μ1mgs＝12mv2由以上二式联立解得：t＝mv0－m2μ1gsμ2（M＋m）g.动量定理在电磁感应中的应用设想在某一回路中，一部分导体仅在安培力作用下运动时，安培力F为变力，则其冲量为I＝F－Δt，而F－＝BI－L，故有：BI－LΔt＝mv2－mv1，而I－t＝q，故有q＝mv2－mv1BL.由法拉第电磁感应定律得E＝ΔΦΔt，I－＝E－R可以得到I－＝qt，可得q＝ΔΦR.若匀强磁场磁感应强度B不变，则q＝ΔΦR＝BΔSR.以电量q作为桥梁建立起下面物理量间的关系．6.如右图所示，水平光滑导轨与电阻R连接，处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中，一质量为m，长为L的导体棒以初速度v0向右运动，导体棒电阻为r，导轨电阻不计，设磁场范围足够大，导轨足够长，则在导体棒运动的整个过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量是多少？(2)导体棒运动的距离有多远？答案(1)mv0Bl(2)（R＋r）mv0B2L2解析导体棒切割磁感线运动，回路中产生感应电流，导体棒受到水平向左的安培力，因速度变化，故电流变化，安培力也变化，导体棒做变减速运动直至停止．(1)设导体棒运动时间为t，平均电流为I，通过电阻R的电荷量为q，则：据电流定义有：q＝I·t据动量定理有：BILt＝mv0，所以q＝mv0Bl.①(2)设导体棒运动距离为x，q＝I·t，I＝ER＋r，E＝ΔΦΔt＝BLxt，所以q＝BLxR＋r②联立①②解得：x＝（R＋r）mv0B2L2.核心素养之物理观念高考热点三：动量守恒定律1．动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变．即：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2.2．动量守恒定律成立的条件(1)系统不受外力或者所受外力之和为零；(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；(3)系统在某一个方向上所受的外力之和为零，则该方向上动量守恒；(4)全过程的某一阶段系统受的外力之和为零，则该阶段系统动量守恒．3．动量守恒的步骤(1)分析题意，确定研究对象．(2)根据题意选取研究的运动段落，明确始末状态的动量大小和方向．(3)对研究对象进行受力分析，确定是否符合动量守恒的条件．(4)选取参考正方向．(5)列取方程求解：符合守恒条件，列动量守恒方程．判定系统动量是否守恒1.如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能不守恒D．动量不守恒、机械能守恒答案D解析若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒．而在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒．实际上，在子弹射入木块这一瞬间过程，把子弹与木块看作一系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变)．子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒．2．(多选)质量为M的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度v0沿水平地面运动，与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪些说法是可能发生的()A．小车、木块、摆球