第1章 素养提升课1 动量定理的应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

素养提升课一　动量定理的应用 [学习目标]　1.能用动量定理解决单物体多过程和多物体多过程问题。　2.能从图像中提炼信息，并结合动量定理分析问题。　3.能用动量定理解决连续流体模型。 提升点一　应用动量定理处理多过程问题 1．多过程问题首先需要画出运动过程示意图，若包含碰撞过程或缓冲过程往往需运用动量定理解题。尤其碰撞过程，虽然时间短暂，但需提炼出来，并且重点探究。 2．单物体多过程问题注意过程间的联系为衔接速度，常用规律有动量定理、动能定理，可分段使用，也可全程列式，有时综合使用。 3．多物体多过程问题，主要运用整体法、隔离法解题，并且需注意物体运动的等时性。 学生用书↓第8页 质量为0.5 kg的弹性小球，从1.25 m高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为0.8 m。设碰撞时间为0.1 s，g取10 m/s2，求小球对地板的平均作用力。 解析：法一：分段处理 取小球为研究对象，根据自由落体运动和竖直上抛运动可知，小球碰撞前的速度：v1＝＝ m/s＝5 m/s，方向向下； 小球碰撞后的速度：v2＝＝ m/s＝4 m/s，方向向上。 小球受力情况如图所示，取竖直向上为正方向。 根据动量定理： (N－mg)t＝mv2－(－mv1) 解得N＝＋mg＝50 N 由牛顿第三定律可知，小球对地板的平均作用力大小为50 N，方向竖直向下。 法二：全程处理 以开始下落的瞬间为初状态，反弹到最高点时为末状态，平均冲力的作用时间为t碰＝0.1 s，则重力的作用时间： t＝＋t碰＋＝(0.5＋0.1＋0.4) s＝1 s 取竖直向下为正方向，mgt－Nt碰＝0 解得N＝＝ N＝50 N 由牛顿第三定律可知，小球对地板的平均作用力大小为50 N，方向竖直向下。 答案：50 N，方向竖直向下 针对练1.(多选)(2022·广东大埔县高二期末)蹦极是一项非常刺激的极限运动。如图所示，某人用弹性橡皮绳一端拴住身体，橡皮绳另一端固定在跳台P处，人自高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味，人从P点处由静止下落至最低点所用时间为4 s，若此人质量为50 kg，橡皮绳长20 m，人可看成质点，g取10 m/s2，不计空气阻力，对上述过程，下列说法正确的是(　　 ) A．人自由下落的时间为2 s B．人下落至对橡皮绳产生拉力瞬间，其动量大小为1 000 kg·m/s C．人下落拉伸橡皮绳过程中，橡皮绳对人产生的平均作用力大小为500 N D．橡皮绳对人产生的平均作用力的冲量大小为2 000 N·s ABD　[由于橡皮绳长20 m，则在这段位移内人做自由落体运动，有h＝gt2，解得t＝＝2 s，A正确；人下落至对橡皮绳产生拉力瞬间，人的速度为v＝gt＝20 m/s，此时人的动量为p＝mv＝1×103 kg·m/s，B正确；下落拉伸橡皮绳过程中，取向下为正方向，根据动量定理有(mg－F)t′ ＝ 0－mv，其中t′＝4 s－t，代入数据有F＝1 000 N，IF＝Ft′＝2 000 N·s，C错误，D正确。] 针对练2.如图甲所示，质量m＝0.2 kg弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，弹起后上升到某一高度，小球与地面碰撞的时间忽略不计，规定竖直向下为正方向，此过程的v -t图像如图乙所示，空气对小球的阻力大小恒为重力的0.5倍，下降的时间是上升时间的4倍，下降与上升的整个过程的平均速度为13 m/s，重力加速度g取10 m/s2，地面对小球的弹力远大于重力，下列说法正确的是(　　) A．小球上升过程的运动时间为4 s B．地面对小球冲量为－14 N·s C．小球落地时的速度为30 m/s D．小球离地时的速度为－40 m/s B　[小球下降过程加速度a1＝，根据牛顿第二定律mg－0.5mg＝ma1，小球上升过程加速度a2＝，根据牛顿第二定律mg＋0.5mg＝ma2，全程的平均速度＝＝13 m/s，解得v1＝40 m/s，v2＝－30 m/s，t＝2 s，故小球上升过程的运动时间t1＝t＝2 s，小球落地时的速度和小球离地时的速度分别为v1＝40 m/s，v2＝－30 m/s，故A、C、D错误；小球与地面的作用过程，根据动量定理I＝FΔt＝mv2－mv1＝－14 N·s，故B正确。故选B。] 提升点二　 动量定理与图像的综合应用 1．F-t图像：由I＝Ft知面积代表冲量。 2．v-t图像：若速度变化满足0→v→0图像，则全程应用动量定理、动能定理。 (多选)(2022·全国乙卷)质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g＝10 m/s2。则(　　 ) A. 4 s时物块的动能为零 B. 6 s时物块回到初始位置 C. 3 s时物块的动量为12 kg·