专题01动量定理及应用-2022学年高考物理一轮复习精短学案（人教版2019选择性必修第一册）

专题01 动量定理及应用 重难点01 动量 冲量 一、基本概念及规律 1.动量与动能 项目 动　量 动　能 动量变化量 定义 物体的质量和速度的乘积 物体由于运动而具有的能量 物体末动量与初动量的矢量差 定义式 p=mv Ek=mv2 Δp=p'-p 矢标性 矢量 标量 矢量 特点 状态量 状态量 过程量 变化因素 合外力的冲量 合外力的功 关联 方程 Ek=,Ek=pv,p=,p= 2. .冲量的计算方法 (1)恒力的冲量：直接用定义式I＝Ft计算． (2)变力的冲量 ①作出F－t图线，图线与t轴所围的面积即为变力的冲量，如图所示． ②对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解． 练习1.(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2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Δt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大小为(M＋m)g(t1＋t2＋Δt)，地面对运动员做的功为0 B．地面对运动员的冲量大小为(M＋m)g(t1＋t2)，地面对运动员做的功为(M＋m)g(h1＋h2) C．运动员对重物的冲量大小为Mg(t1＋t2＋Δt)，运动员对重物做的功为Mg(h1＋h2) D．运动员对重物的冲量大小为Mg(t1＋t2)，运动员对重物做的功为0 练习2.(利用F－t图像求冲量)(多选)(2021·广东深圳市调研)如图所示，物体从t＝0时刻开始由静止做直线运动，0～4 s内其合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线，下列表述正确的是(　　) A．0～2 s内合外力的冲量一直增大 B．0～4 s内合外力的冲量为零 C．2 s末物体的动量方向发生变化 D．0～4 s内物体动量的方向一直不变 二、动量定理 1.推导动量定理 （1）请根据牛顿第二定律结合加速度定义，推导动量定理： 2.理解动量定理 (1)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． (2)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． (3)由Ft＝p′－p，得F＝＝，即物体所受的合外力等于物体动量的变化率． (4)当物体运动包含多个不同过程时，可分段应用动量定理求解，也可以全过程应用动量定理． 三、动量定理的基本应用 （一）利用动量定理解释现象 1、定性分析 （1）将钢笔帽放在水平桌面上的纸带上，将纸带迅速抽出，笔帽几乎不动；缓慢拖动纸带，可以托动笔帽或将笔帽拉倒。 （2）玻璃杯掉到水泥地上比掉到沙地上更容易碎。 例1.(2020·全国卷Ⅰ·14)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体．若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是(　　) A．增加了司机单位面积的受力大小 B．减少了碰撞前后司机动量的变化量 C．将司机的动能全部转换成汽车的动能 D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 （二）利用动量定理求解力 例2. (2018·全国卷Ⅱ·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 针对训练1.(动量定理的应用)(多选)(2021·宁夏石嘴山市第三中学月考)如图，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s．下列说法正确的是(　　) A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N C．球棒对垒球做的功为238.5 J D．球棒对垒球做的功为126 J （二）利用动量定理求解时间 例3. (2019·河南郑州市调研)质量为1 kg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5 N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3 s后撤去F.求物体运动的总时间．(g取10 m/s2) 针对训练3．在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 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μ＝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) （三）动量定理与图像结合 例4.(2020·山西晋中市模拟)质量相等