1、考纲要求,第1课时动量定理动量守恒定律及其应用,1.动量,(1)定义：运动物体的质量和_的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示。(2)表达式：p_。(3)单位：_。(4)标矢性：动量是矢量，其方向和_方向相同。(5)动量的瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，针对某一_而言。(6)动量的变化量：是矢量，其表达式ppp为矢量式，当p、p在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。,速度,mv,kgm/s,速度,时刻,2.冲量,(1)定义：力F与力的作用时间t的_。(2)定义式：I_，单位是_。(3)方向：恒力作用时，与力的方向_。(4)物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累的作
2、用效果。,乘积,Ft,Ns,相同,3.动量定理,(1)内容：物体在一个过程始末的_等于它在这个过程中所受_的冲量。(2)表达式：ppI合。(3)动量定理既适用于恒力，也适用于变力。,动量变化,合力,4.动量守恒定律,(1)内容：如果一个系统_，或者所受_为0，这个系统的总动量保持不变。(2)表达式：m1v1m2v2_。(3)适用条件理想守恒：系统不受外力或所受_为零，则系统动量守恒。(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远_外力时，系统的动量可近似看成守恒。(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。,不受外力,外力的矢量和,m1v1m2v2,外力的合力,
3、大于,5.碰撞,(1)定义：碰撞是指物体间的相互作用持续时间_，而物体间的相互作用力_的现象。(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力_外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。(3)分类,很短,很大,远大于,守恒,最大,6.反冲运动,(1)反冲：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在_的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向_的方向运动。(2)反冲现象的应用及防止应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边_ ，可以自动改变喷水的方向。防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的_，所以用步枪射击时要把枪身抵在_，以减少反冲的影响。,内力,相反,旋转,准确
4、性,肩部,7.火箭,(1)火箭的原理火箭的工作原理是_运动，其反冲过程_守恒，它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得_的速度。(2)影响火箭获得速度大小的因素喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为_m/s。火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与_之比，决定于火箭的结构和材料。现代火箭的质量比一般小于_。喷气速度_ ，质量比_ ，火箭获得的速度_。,反冲,动量,向前,2 0004 000,火箭除燃料外的箭体质量,10,越大,越大,越大,【思考判断】1.动量越大的物体，其速度越大( )2.物体的动量越大，其惯性也越大( )3.物体所受合力不变，则动量也不改变( )4.物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲
5、量为零( )5.物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同( )6.物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒( )7.做匀速圆周运动的物体动量不变( )8.物体的动能不变，其动量一定不变( )9.应用动量守恒定律时，速度应相对同一参考系( ),考点一动量和动量定理(/c),要点突破1.用动量定理解题的基本思路,2.用动量定理解释现象,(1)物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小。(2)作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小。,典例剖析【例】 质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂
6、起来。已知弹性安全带的缓冲时间1.2 s，安全带长5 m，g取10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为(),A.500 N B.1 100 N C.600 N D.100 N,答案B,【方法总结】动量定理的两个重要应用(1)应用Ip求变力的冲量：如果物体受到大小或方向改变的力的作用，则不能直接用IFt求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化p，等效代换变力的冲量I。(2)应用pFt求动量的变化：例如，在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(pp2p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂，如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。,针对训练1.如图所示，篮球运动员
7、接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以(),A.减小球的动量的变化量B.减小球对手作用力的冲量C.减小球的动量变化率D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量,答案C,2.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才停止？(g取10 m/s2),答案12 s,考点二动量守恒定律(/c),要点突破1.动量守恒的判断,(1)明确系统由哪几个物体组成。(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。(3)看所有外力的合力是
8、否为零，或内力是否远大于外力，从而判定系统的动量是否守恒。注意：动量守恒的条件和机械能守恒的条件不同。机械能守恒的条件是只有重力、弹力做功，动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零。,2.动量守恒定律的理解,(1)矢量性：表达式中涉及的都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初末动量的正、负。(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等。不同时刻的动量不能相加。(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必须是相对同一参考系的速度。一般选地面为参考系。(4)普适性：它不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系
9、统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。,3.动量守恒定律的解题步骤,典例剖析【例】 在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s 的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率是(),A.小于10 m/sB.大于10 m/s小于20 m/sC.大于20 m/s小于30 m/sD.大于30 m/s小于40 m/s,答案A,针对训练1.(多选)下列相互作用的过程中，可以认为系统动量守恒的是(),解析动量
10、守恒的条件是相互作用的物体系统不受外力或所受外力的合力为零，而相互作用过程中内力远大于外力时也可认为动量守恒。图A中，滑轮男孩推滑轮女孩的过程中，内力远大于外力，因此系统的动量可认为守恒；图B和图D中，在两物体相互作用的过程中，没有满足内力远大于外力的条件，系统的动量不守恒；图C中，太空中无空气阻力作用，太空人和子弹在相互作用过程中动量守恒。答案AC,2.如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为 4.25
11、 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)(),A.1 m/s B.0.5 m/s C.1 m/s D.0.5 m/s,答案D,考点三碰撞(/d),要点突破1.碰撞过程遵循的原则,(1)系统的动量守恒原则。(2)系统的动能不增加。(3)物理情景要合理若碰前两物体同向运动，则应有v后v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前v后。碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。,2.三种典型碰撞的特点,(1)弹性碰撞：动量守恒，没有动能损失。(2)非弹性碰撞：动量守恒，有动能损失。(3)完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失达到最大限度，碰撞完成后系
12、统物体的速度相同。,典例剖析【例】 如图所示，一质量为0.5 kg的小球A以2.0 m/s的速度和静止于光滑水平面上、质量为1 kg的另一大小相同的小球B发生正碰，碰撞后它以0.2 m/s 的速度反弹。求：,(1)原来静止小球B获得的速度大小；(2)碰撞过程中损失的机械能。,答案(1)1.1 m/s(2)0.385 J,针对训练1.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA 1 kg，mB2 kg、vA6 m/s、vB2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(),A.vA5 m/s，vB2.5 m/sB.vA2 m/s，vB4 m/sC.vA4 m/s，vB7
13、m/sD.vA7 m/s，vB1.5 m/s,答案B,2.如图所示，两小车A、B置于光滑水平面上，质量分别为m和2m，一轻质弹簧两端分别固定在两小车上，开始时弹簧处于拉伸状态，用手固定两小车。现在先释放小车B，当小车B的速度大小为3v时，再释放小车A，此时弹簧仍处于拉伸状态；当小车A的速度大小为v时，弹簧刚好恢复原长。自始至终弹簧都未超出弹性限度。求：,(1)弹簧刚恢复原长时，小车B的速度大小；(2)两小车相距最近时，小车A的速度大小；(3)求两小车相距最近时，弹簧弹性势能大小。,考点四反冲运动火箭(/b),要点突破1.反冲运动的特点,(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。(2)反冲
14、运动中，一般内力远大于外力，通常可用动量守恒定律处理。(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，系统总动能一般会增加。,2.火箭获得的最终速度,火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，如图所示，在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。,典例剖析【例】 如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点。用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将(),A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.小球下摆时，车向左运动，碰撞后又静止,解析这是反冲运动，根据动量
15、守恒定律可知，小球下落时速度向右，小车向左；小球静止，小车也静止。答案D,针对训练1.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(),A.燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B.火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭,解析反冲运动中满足动量守恒定律，向后喷出的气体，使火箭获得向前的推力。答案B,2.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是(),A.向后踢腿 B.手臂向后甩C.在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出,解析
16、踢腿、甩手对整个身体系统来讲是内力，内力不改变系统整体的运动状态。答案D,典例剖析【例】 (2016浙江4月选考)某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示。竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B。绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值S，用时t，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在t时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形
17、成高温高压气体，当燃烧室下方的可控喷气孔打开后，喷出燃气进一步加速火箭。,考点五动量观点在电磁感应中的应用(/d),(1)求回路在t时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并判断金属棒EF中的感应电流方向；(2)经t时间火箭恰好脱离导轨，求火箭脱离时的速度v0(不计空气阻力)；(3)火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度v。(提示 ：可选喷气前的火箭为参考系),针对训练(2017浙江4月选考)间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为的导轨处于大小为B1，方向垂直导轨平
18、面向上的匀强磁场区间中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆，cd和ef，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成)，在“联动双杆”右侧存在大小为B2，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间，其长度大于L，质量为m，长为l的金属杆ab，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨(无能量损失)，杆cd与“联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”，,“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间并从中滑出，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和ef电阻均为R0.02 ，m0.1 kg，l0.5 m，L0.3 m，3
19、0，B10.1 T，B20.2 T。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：,(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0；(2)联动三杆进入磁场区间前的速度大小v；(3)联动三杆滑过磁场区间产生的焦耳热Q。,答案(1)6 m/s(2)1.5 m/s(3)0.25 J,1.(多选)当我们从高处跳到低处时，都有这样的生活常识：为了安全，一般都是让脚尖先着地。从力和动量的角度来看，这样做的目的是(),A.减小动量B.减小动量的变化量C.延长和地面的冲击时间，从而减小支持力D.增大人对地的压强，起到安全作用解析根据动量定理分析，延长时间的目的是减小合力，从而减小支持力。答案C,2.(201
20、7嘉兴模拟)如图所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1，v2，v1与v2方向相反，且v2v1。忽略重力，则此过程中拍子对网球作用力的冲量(),A.大小为m(v2v1)，方向与v1方向相同B.大小为m(v2v1)，方向与v1方向相同C.大小为m(v2v1)，方向与v2方向相同D.大小为m(v2v1)，方向与v2方向相同,解析在球拍击打网球的过程中，选取v2方向为正方向，对网球运用动量定理有Imv2(mv1)m(v2v1)，即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2v1)，方向与v2方向相同。答案D,3.滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动，现有质量为m的人
21、站立于雪橇上，如图所示。人与雪橇的总质量为M，人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时，雪橇向南的速度大小为(),解析根据动量守恒条件可知人与雪橇系统水平方向动量守恒，人跳起后水平方向速度不变，雪橇的速度仍为v1。答案D,4.(多选)春节期间孩子们玩“冲天炮”，有一只被点燃的“冲天炮”喷出气体竖直向上运动，其中有一段时间内“冲天炮”向上做匀速直线运动，在这段时间内与“冲天炮”有关的物理量将是(),A.合外力为零 B.动能不变C.重力不变 D.动量值变小解析“冲天炮”向上匀速，所以合力为零，在上升过程中喷出气体，则质量变小，即重力、动能、动量变小。答案AD,(1)导体棒从开始到返回底端的过程中回路中产生的电能E；(2)导体棒从开始到顶端过程中通过导体棒ab的电荷量。,答案(1)7.5 J(2)2 C,
