第七章 第1讲　动量和动量定理 课件 2027年高考物理一轮专题复习（人教版）

该高中物理高考复习课件聚焦“动量守恒定律”专题，依据高考评价体系梳理动量和动量定理、动量守恒定律及实验验证三大核心考点，通过2023-2025年湖北、浙江等多省市高考题统计，明确动量守恒定律（如2025年河南T7、山东T6）和动量定理（如2025年广东T10）的高频考查权重，归纳弹簧关联、板块模型等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度融合与科学思维培养，以2025年浙江选考T5（沙尘颗粒运动）、广东T14（气囊碰撞）为例，解析流体模型、变力冲量计算等题型，通过多过程拆分、动量定理应用等技巧，培养模型建构和科学推理素养，帮助学生掌握临界条件分析等答题方法，教师可据此实现精准复习，提升学生高考冲刺效率。

第七章　动量守恒定律 【考情分析】 　　　　年份 考查点　　　　 2025 2024 2023 动量和 动量定理 湖北·T7、浙江1月选考·T5、广东·T10、广西·T15、 北京·T19、河北·T14 广东·T14、福建·T7 广东·T10、 新课标·T19、 福建·T7 动量守 恒定律 河南·T7、甘肃·T4、 山东·T6、浙江1月选考·T8、陕晋青宁·T15、福建·T8、 北京·T17、江苏·T14、 重庆·T15 广东·T10、江苏·T14、 山东·T17、河北·T15、 湖南·T15、安徽·T8 广东·T15、 河北·T7 实验:验证动 量守恒定律 广东·T11 新课标·T22、山东·T13、 福建·T12 辽宁·T11 【AI考情预测】 一、命题趋势 1.跨模块整合:动量守恒与能量守恒、电磁感应、热力学定律的深度融合(如电磁轨道炮、等离子体推进器模型)。 2.实际情境化:结合航空航天(火箭变轨)、新能源技术(电磁缓冲)、微观粒子(α粒子散射)等科技前沿设计问题。 3.探究性实验:直接考查验证动量守恒定律的传统实验概率不高,但其原理(如平抛运动法测速度)可能会融入其他创新实验中。 4.数学能力要求提升:多过程衔接分析(如碰撞+电磁感应+能量守恒)、变力冲量积分计算(如非均匀磁场中的导体运动)。 二、热点预测 弹簧关联模型:含弹簧的动量守恒与能量转化问题。 板块模型:含摩擦力的多物体系统动量守恒(临界条件分析)。 微观粒子碰撞:结合近代物理(如康普顿散射简化模型)。 三、备考建议 1.核心知识强化 动量守恒定律:掌握适用条件(系统所受外力的矢量和为0、内力远大于外力、某一方向守恒),灵活应用公式。 碰撞分类:区分弹性碰撞(动能守恒)、非弹性碰撞(动能损失)、完全非弹性碰撞(共速且损失最大)。 2.解题技巧突破 多过程分析:拆分复杂问题为多个子过程(如碰撞→匀速→电磁感应),逐段应用动量定理或动量守恒定律。 数学工具:熟练使用微元法、矢量合成(动量方向一致性)。 3.真题与模拟训练 高频题型专练: 弹性碰撞速度公式推导; 电磁感应中导体棒的最终速度求解(安培力冲量等于动量变化)。 限时模拟:针对计算题进行步骤拆分训练(受力分析→列动量方程→能量 关系→联立求解) 总结:动量守恒定律作为高考物理的核心考点,未来将继续深化其与电磁学、实际科技的结合,考生需注重跨模块综合应用能力的培养,强化数学推导与物理建模的结合,同时保持对前沿科技的关注,以应对命题的多样化趋势。 第1讲 动量和动量定理 【学习目标】 1.理解动量和冲量的定义,掌握动量定理,能用其分析物体运动状态变化与力的时间累积效应关系。 2.通过动量定理的推导与应用,培养用数学工具解决变力问题的能力,理解守恒思想在碰撞问题中的核心地位。 3.结合交通安全、工程缓冲等实例,认识动量定理对减少冲击伤害的实际价值,树立科学应用意识。 知识构建 【答案】 乘积　FΔt　N·s　矢量　相同　质量　速度　mv　速度　变化量　mv′-mv 基础转化 1.下列关于冲量、动量、动能的说法正确的是(　　) A.物体的动量增大2倍,其动能也一定增大2倍 B.物体合力的冲量不为零,其动量变化量和动能变化量一定不为零 C.由冲量的定义式I=FΔt可知,冲量是矢量,冲量的方向一定与物体受力方向相同 D.由动量的定义式p=mv可知,动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同 D 2.如图所示是用木槌把糯米饭打成糍粑的场景,已知木槌质量为12 kg,木槌刚接触糍粑时的速度为6 m/s,打击糍粑0.1 s后木槌静止,重力加速度g取10 m/s2,木槌击打糍粑过程中所受平均作用力大小为(　　) A.1 080 N　　　 B.840 N C.720 N D.600 N B 考点一 对动量和冲量的理解 1.动能、动量、动量变化量的比较 2.冲量的四种计算方法 [例1] 【对冲量、动量及动量变化量的理解】 下列关于冲量和物体动量的说法正确的是(　　) A.物体所受合力越大,它的动量就越大 B.物体所受合力越大,它的动量变化越快 C.物体所受合力的冲量越大,它的动量就越大 D.物体所受合力冲量越大,它的动量变化越快 B 【解析】 物体所受合力越大则加速度越大,但是加速度与速度大小无必然联系,加速度大时,物体速度不一定大,动量就不一定大,但加速度越大,速度变化越快,则动量变化越快,故A错误,B正确;根据I=FΔt=Δp,物体所受合力的冲量越大,它的动量变化越大,动量不一定大,动量变化也不一定快,故C、 D错误。 [例2] 【恒力冲量的计算】 (2025·四川自贡期末)如图所示,水平传送带顺时针匀速转动,左端轻放一质量为2 kg的物块,可视为质点。物块放上传送带时开始计时,t=1 s时物块的速度为5 m/s。已知g取10 m/s2,则该过程中,下列说法正确的是(　　) A.物块的动量变化率大小为20 N B.物块受到的支持力的冲量大小为0 C.物块受到的摩擦力的冲量大小为10 N·s D.传送带对物块的冲量大小为10 N·s C [例3] 【变力冲量的计算(F-t图像法)】 (2024·广东卷,14节选)汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示,在安全气囊的性能测试中,可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动,与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律,可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=30 kg,H=3.2 m,重力加速度大小g取10 m/s2。求: (1)碰撞过程中F的冲量大小和方向; 【答案】 (1)330 N·s,方向竖直向上 (2)碰撞结束后头锤上升的最大高度。 【答案】 (2)0.2 m 考点二 对动量定理的理解和应用　　 1.对动量定理的理解 (1)动量定理中的冲量是合力的冲量,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。 (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是物体所受的合力的冲量。 (3)Ft=p′-p说明了两边的因果关系,即合力的冲量是动量变化的原因。 2.解题基本思路 [例4] 【定性解释有关现象】 (2025·黑龙江哈尔滨阶段检测)在某次足球比赛中守门员戴着厚厚的手套向水平飞驰而来的足球扑去,使足球停下。与不戴手套相比,此过程守门员戴手套可以(　　) A.减小足球的惯性 B.减小足球对手的冲量 C.减小足球的动量变化量 D.减小足球对手的平均作用力 D 方法点拨 (1)Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;作用时间越长,力就越小。 (2)F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小。 [例5] 【动量定理的定量计算】 (2025·浙江1月选考卷,5)有一离地面高度 20 m、质量为2×10-13 kg稳定竖直降落的沙尘颗粒,在其降落过程中受到的阻力与速率v成正比,比例系数为1×10-9 kg/s,重力加速度g取10 m/s2,则它降落到地面的时间约为(　　) A.0.5 h B.3 h C.28 h D.166 h B 考点三 应用动量定理处理“流体模型” “流体模型”问题的类型及解题思路 类型 流体类:液体流、气体流等,通常已知密度ρ 微粒类:电子流、光子流、尘埃等,通常给出单位体积内粒子数n 解题 思路 ①构建“柱状”模型:沿流速v的方向选取一段小柱体,其横截面积为S ②微元 研究 小柱体的体积ΔV=vSΔt 小柱体的质量m=ρΔV=ρvSΔt 小柱体的粒子数N=nΔV=nvSΔt 小柱体的动量p=mv=ρv2SΔt ③建立方程,应用动量定理FΔt=Δp研究 [例6] 【“流体类”模型】(2025·内蒙古模拟)如图所示,清洗汽车的高压水枪喷出的水柱截面是直径为D的圆形,水流速度为v,水柱垂直射向汽车表面,冲击汽车后速度减为零。已知水的密度为ρ,则水流对汽车的作用力大小为(　　) B [例7] 【“颗粒类”模型】 (2025·河南郑州二模)某自动称米机的原理如图所示,阀门距秤盘的高度h=0.2 m,当阀门打开时大米从静止开始下落,大米与秤盘的碰撞时间极短且不反弹(碰撞过程重力可忽略)。当称米机的示数为1 kg时,阀门在电机控制下立即关闭。已知大米的流量Q=100 g/s,重力加速度大小g取10 m/s2,忽略空气阻力及大米在秤盘堆积的高度,求: (1)大米落到秤盘前瞬间速度的大小,及阀门关闭瞬间空中大米的质量; 【答案】 (1)2 m/s　0.02 kg (2)大米与秤盘碰撞时对秤盘冲击力的大小; 【答案】 (2)0.2 N 【解析】 (2)Δt时间内,从阀门处下落的大米质量Δm=QΔt,设其落到秤上时受到的冲击力为F,根据动量定理有-FΔt=0-Δmv, 解得F=0.2 N, 根据牛顿第三定律可知, 大米与秤盘碰撞时对秤盘冲击力的大小F′=F=0.2 N。 【答案】 (3)1 kg (3)稳定后(空中的大米全部落入秤盘),称米机的示数。 感谢观看 比较 项目 动能 动量 动量变化量 定义 物体由于运动而具有的能量 物体的质量和速度的乘积 物体末动量与初动量的矢量差 定义式 Ek=mv2 p=mv Δp=p′-p 标矢性 标量 矢量 矢量 特点 状态量 状态量 过程量 关联 方程 Ek=,Ek=pv p=, p= 公式法 利用定义式I=FΔt计算冲量,此法仅适用于计算恒力的冲量 图像法 利用F-t图像计算,F-t图线与横轴围成的面积表示冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量 平均 力法 若力随时间均匀变化,即力与时间是一次函数关系,则力F在某段时间t内的冲量I=Δt,F1、F2为该段时间内初、末两时刻的力 动量 定理法 对于变力的冲量,不能直接用I=FΔt求解,若已知初、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即求出该力作用下物体动量的变化量,由I=Δp求变力的冲量 【解析】 物块的动量变化率大小为== N=10 N,选项A错误;物块受到的支持力不为零,根据I=Ft,支持力的冲量大小不为0,选项B错误;由动量定理,物块受摩擦力的冲量等于物块动量的变化,则物块受到的摩擦力的冲量大小为If=mv=10 N·s,选项C正确;传送带对物块的水平方向的冲量大小等于摩擦力的冲量大小为10 N·s,竖直方向等于支持力的冲量,大小为20 N·s,可知传送带对物块的冲量大小大于10 N·s,选项D错误。 【解析】 (1)F-t图像与坐标轴围成的面积表示冲量,由题图乙可知,碰撞过程中F的冲量大小 IF=×0.1×6 600 N·s=330 N·s, 方向竖直向上。 【解析】 (2)由自由落体运动规律有=2gH, 得头锤落到气囊上时的速度v0==8 m/s, 以竖直向上为正方向,头锤与气囊作用过程,根据动量定理有IF-Mgt=Mv-(-Mv0), 解得v=2 m/s,由动能定理得-Mgh=0-Mv2, 则上升的最大高度h==0.2 m。 (4)Ft=p′-p整理为F=,即物体所受的合力等于物体动量的变化率。 (5)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。 【解析】 厚厚的手套可以延长球与手接触的时间,对足球,取足球的初速度方向为正方向,根据动量定理有-Ft=0-mv,可得F=;当时间延长时,动量的变化量不变,则足球受到的冲量不变,可减小足球动量的变化率,即减小足球对手的平均作用力。足球的惯性由质量决定,不会变化。 用动量定理解释现象(F=) 【解析】 沙尘颗粒速度较小时,其所受阻力较小,由牛顿第二定律可知mg-kv=ma,沙尘颗粒速度增大,阻力增大,加速度减小,当a=0时,沙尘颗粒的速度达到最大且稳定,此时速度满足mg=kvm,解得vm=2×10-3 m/s;由动量定理可得mgt-kt=mvm,即mgt-kh=mvm,则沙尘颗粒下落时间t=,由于mvm≪kh,则t≈=1×104 s=3 h。故选B。 A. B. C. D. 【解析】 由题知,高压水枪单位时间喷出的水的质量为m=ρSv=ρvπD2=ρπvD2;设汽车对水流的作用力大小为F′,以水流的速度方向为正方向,根据动量定理得-F′Δt=0-m′v,其中m′=mΔt,联立可得F′=ρπv2D2;若水流对汽车的作用力大小为F,则根据牛顿第三定律可知F=F′=ρπv2D2,故B正确,A、C、D错误。 【解析】 (1)设每粒大米质量为m0,由机械能守恒定律有m0gh=m0v2, 解得大米落入秤盘时的速度大小v=2 m/s, 阀门关闭,大米在空中近似做自由落体运动,则有h=gt2, 解得t=0.2 s, 空中大米的质量m=Qt=0.02 kg。 【解析】 (3)关闭阀门时,秤示数为1 kg,此时,结合上述可知,秤上大米质量为 m′=1 kg-=0.98 kg, 则当空中大米全部落入盘中后,大米的总质量M=m+m′=1 kg。 $