第一节 动量和动量定理
动量和动量定理 课件
4.质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放，下落1s 落到沙子表面上，又经过0.2s，铁球在沙子内静 止不动。假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变， 求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。 (g=10m/s2)
60N
动量与动能有什么区别？
动量 p=mv
矢 kg·m/s
若速度变化,
由加速度定义，得：
a v ' v
t
F m v ' v 联立可得：
t
=⊿p/⊿t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得：
Ft mv ' mv
力与力的作用时间的乘积 叫力的冲量（I=Ft）
二、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量 变化，这就是动量定理。
Ft 2、m表v '达 式m：v
1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从 粉笔下抽出，又要保证粉笔不倒，应该缓缓、小 心地将纸条抽出，还是快速将纸条抽出？说明理 由。
三、动量定理的定性应用
2.有一种杂技表演，一个人躺在地上，上面压一个质 量较大的石板。另一个人手持大锤狠狠地打到石板 上。问躺着的人是否会有危险？为什么？
用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块，大石块 受到很大的打击力而破裂， 但是，根据动量定理得 Ft mv1 mv0
一、动量
１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的 2、动单量位p，：用千公克式·米表/秒示，为符号p=是mv kg·m/s ； 3、矢量性：动量的方向与该时刻速度的方向相同；
4、状态量：动量与“时刻”对应 5、相对性：与参考系的选择有关。 6、动量变化量p（动量变化、动量增量）：
p = p' - p （矢量差）
动量和动量定理
【答案】 AC 【解析】 在直线运动中，物体速度增大，速度变化方向 与运动方向相同，动量的变化量的方向与运动方向相同，A项正 确．质点的速度大小不变时，若方向变化，则动量的变化不为 零，B项错误．质点做曲线运动时，速度方向一定变化，速度变 化，则动量的变化一定不为零，C项正确．小球做平抛运动，加 速度相同，所受合外力为重力，由mg＝Δ（Δmtv），可知相同时 间内，动量的变化一定相同，D项错误．
考点四 动量定理对多过程的应用
1．对多过程问题，动能定理可以对分过程应用，也可以对 全过程应用．
2．求多过程的合冲量时，要注意每个力对应的作用时间)一质量为 2 kg 的物块在合 外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动．F 随时间变化的图线如图所示，则( )
考点二 冲量理解与计算
1．冲量与功比较
冲量
功
定义式
I＝Ft
W＝FLcosθ
标矢性 物理意义
矢量(与力的方向相同) 力在时间上的累积效果
标量(正负不表示方向) 力在空间上的累积效果
作用效果 合力的冲量等于动量变化 合力的功等于动能变化
2.冲量的计算方法 (1)公式法：I＝Ft 适用于求恒力的冲量． (2)动量定理法：适用于求变力的冲量或 F、t 未知的情况． (3)图像法：用 F-t 图线与时间轴围成的面积求变力的冲量．若 F-t 成线性关系，可直接用平均力求变力的冲量． (4)求合力的冲量方法：合力的冲量等于各个力冲量的矢量 和．也等于合力与作用时间的乘积．
如图所示，质量为 m 的物体放在水平地面上，在与水 平面成 θ 角的拉力 F 作用下由静止开始运动，经时间 t 速度达到 v，在这段时间内拉力 F 和重力 mg 和合外力的冲量分别是( )
A．Ftcosθ，0，mv C．Ft，0，mv
动量和动量定理课件
2．动量定理的应用 (1)定性解释有关现象： ①物体的动量变化量一定时，此时力的作用时间越短，力 就越大；力的作用时间越长，力就越小。如：冲床冲压工件时， 缩短力的作用时间，产生很大的作用力，而在轮渡码头上装有 橡皮轮胎，搬运玻璃等易碎物品时，包装箱内放些碎纸、刨花、 塑料等，都是为了延长作用时间，减小作用力。
(3)动量定理的应用： 碰撞时可产生冲击力，根据动量定理，在动量变化量 相同的情况下要增大这种冲击力就要设法 减少冲击力的作 用时间。要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设 法延长其作用时间。 [关键一点] 同一物体与不同接触面碰撞时，要分析 它们的作用力大小，必须在物体的动量变化量相同的条件 下考虑作用时间。
[名师点睛] (1)应用动量定理解题时，一定要对物体进行受力分析， 明确各个力和合力是正确应动量定理的前提。 (2)列方程时一定要先选定正方向，严格使用矢量式。 (3)变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。
[名师点睛] (1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与 其对应的时间的乘积。 (2)冲量的计算公式I＝Ft适用于计算某个恒力的冲量。 若力为同一方向上均匀变化的力，该力的冲量可以用平均 力计算，若力为一般的变力则不能直接计算冲量。
1．对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合外力的冲量与动量的变化量之间的 因果关系，即合外力的冲量是原因，物体动量的变化量是结果。 (2)由动量定理可以得出 F＝pt′ ′－ －tp，它说明动量的变化率 决定于物体所受的合外力。
2．冲量的计算 (1)某个力的冲量：仅由该力的大小和作用时间共同决定， 与其他力是否存在及物体的运动状态无关，例如，一个物体 受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态，其中每一个 力的冲量均不为零。 (2)求合冲量： ①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直 线上，求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出。 ②两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量 的矢量和，I合＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＋…；如果各力的作用 时间相同，也可以先求合力，再用I合＝F合Δt求解。 (3)变力的冲量可用动量定理求解。
1 第一节 动量 冲量 动量定理
[高考导航]新高考课程标准学科素养1.通过实验和理论推导，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。
知道动量守恒定律的普适性。
2．探究并了解物体弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
3．体会用动量守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
物理观念冲量、动量、动量定理、动量守恒定律科学思维科学推理：用动量守恒定律分析物理问题模型建构：碰撞模型、人船模型和反冲模型科学探究通过验证动量守恒定律的实验，培养学生的实验设计能力科学态度与责任利用物理知识解释生活中的现象，体会自然界的和谐与统一考情研判：动量定理、动量守恒定律是本部分的重点知识，也是考查的热点。
命题方式呈现多样化，动量既可以和能量结合，还可以和运动学联系，经常用于解决生活中的常见问题，如碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等；另外还可以和电磁感应中导体棒的运动相联系。
备考题型有：(1)动量定理与动量守恒定律的应用；(2)动量守恒定律与能量守恒的综合应用；(3)动量守恒定律与磁场、电磁感应、原子物理等知识的综合应用。
第一节动量冲量动量定理一、动量和冲量答案：速度m v相同作用时间Ft相同【基础练1】物理学科核心素养第一要素是“物理观念”，下列“物理观念”中正确的是()A．做曲线运动的物体，动量的变化率一定改变B．合外力对物体做功为零，则合外力的冲量也一定为零C．做匀变速运动的物体，任意时间内的动量变化量的方向是相同的D．做圆周运动的物体，经过一个周期，合外力的冲量一定为零解析：选C。
匀变速曲线运动中，物体动量的变化率恒定，A错误；合外力做功为零说明力可能与位移相互垂直，或初、末速度大小相等方向不同，但只要有力有时间则一定有冲量，故冲量不一定为零，B错误；匀变速运动，合外力恒定，动量变化量的方向与合外力同向保持不变，C正确；变速圆周运动，经过一个周期，动量的变化量不一定为零，由动量定理知合外力的冲量不一定为零，D错误。
第十三章第一节 动量 冲量 动量定理
[学生用书P230])一、动量冲量1．动量(1)定义：物体的质量与速度的乘积．(2)公式：p＝m v．(3)单位：千克·米/秒，符号：kg·m/s.(4)意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与速度的方向相同．2．冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积．(2)公式：I＝Ft，适用于求恒力的冲量．(3)方向：与力F的方向相同．1.判断正误(1)动量越大的物体，其运动速度越大．()(2)物体的动量越大，则物体的惯性就越大．()(3)一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变．()(4)动量是过程量，冲量是状态量．()(5)物体沿水平面运动，重力不做功，重力的冲量也等于零．()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×二、动量定理1．动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化量．(2)表达式：F·Δt＝Δp＝p′－p.(3)矢量性：动量变化量的方向与合力的方向相同，可以在某一方向上应用动量定理．2．动量、动能、动量的变化量的比较2.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球．接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以()A．减小球对手的冲量B．减小球对手的冲击力C．减小球的动量变化量D．减小球的动能变化量答案：B对动量和冲量的理解[学生用书P231]【知识提炼】1．对动量的理解运动物体的质量和速度的乘积叫动量．公式：p＝m v.(1)动量是矢量，方向与速度方向相同．动量的合成与分解遵循平行四边形定则、三角形法则．(2)动量是状态量．通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量(状态量)，计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度．(3)动量是相对量．物体的动量与参照物的选取有关，通常情况下，指相对地面的动量．单位是kg·m/s.2．对冲量的理解(1)冲量的时间性：冲量不仅由力决定，还由力的作用时间决定．恒力的冲量等于力与作用时间的乘积．(2)冲量的矢量性：对于方向恒定的力来说，冲量的方向与力的方向一致；对于作用时间内方向变化的力来说，冲量的方向与相应时间内物体动量改变量的方向一致．冲量的运算遵循平行四边形定则．【典题例析】(2015·高考北京卷)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是() A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力[解析] 从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力．绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功．故选项A 正确，选项B、C、D错误．[答案] A(2017·江苏六校联考)如图所示，在倾角为θ的斜面上，有一个质量为m的小滑块沿斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零后又下滑，经过时间t2，回到斜面底端．滑块在运动过程中，受到的摩擦力大小始终是F f，在整个运动过程中，摩擦力对滑块的总冲量大小为____________，方向是____________；合力对滑块的总冲量大小为____________，方向是____________．解析：摩擦力先向下后向上，因上滑过程用时短，故摩擦力的冲量为F f(t2－t1)，方向与向下运动时的摩擦力的方向相同，故沿斜面向上．合力的冲量为mg(t1＋t2)sin θ＋F f(t1－t2)，沿斜面向下．答案：F f(t2－t1)沿斜面向上mg(t1＋t2)sin θ＋F f(t1－t2)沿斜面向下对动量定理的理解和应用[学生用书P231]【知识提炼】1．动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力．这种情况下，动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值．2．动量定理的表达式F·Δt＝Δp是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力．3．应用动量定理解释的两类物理现象(1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间Δt越短，力F就越大，力的作用时间Δt 越长，力F就越小，如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎．(2)当作用力F一定时，力的作用时间Δt越长，动量变化量Δp越大，力的作用时间Δt 越短，动量变化量Δp越小．4．应用动量定理解题的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程：研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段．(2)进行受力分析：只分析研究对象的受力，不必分析内力．(3)规定正方向．(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)，根据动量定理列方程求解．【典题例析】如图所示，一高空作业的工人重为600 N，系一条长为L＝5 m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t＝1 s，则安全带受的冲力是多少？(g取10 m/s2) [审题指导]转换研究对象，先以人为研究对象，利用动量定理求出人受安全带的冲力，再利用牛顿第三定律求安全带受的冲力．[解析] 法一：程序法设工人刚要拉紧安全带时的速度为v，v 2＝2gL ，得v ＝2gL经缓冲时间t ＝1 s 后速度变为0，取向下为正方向，工人受两个力作用，即拉力F 和重力mg ，对工人由动量定理知，(mg －F )t ＝0－m v ，F ＝mgt ＋m v t将数值代入得F ＝1 200 N.由牛顿第三定律，工人给安全带的冲力F ′为1 200 N ，方向竖直向下．法二：全过程整体法在整个下落过程中对工人应用动量定理，重力的冲量大小为mg ⎝⎛⎭⎫2L g ＋t ，拉力F 的冲量大小为Ft .初、末动量都是零，取向下为正方向，由动量定理得mg ⎝⎛⎭⎫2L g ＋t －Ft ＝0 解得F ＝mg ⎝⎛⎭⎫ 2L g ＋t t＝1 200 N. 由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力大小为F ′＝F ＝1 200 N ，方向竖直向下．[答案] 1 200 N ，方向竖直向下【跟进题组】考向1对动量定理的理解1．(2016·高考北京卷)(1)动量定理可以表示为Δp＝FΔt，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δp x、Δp y；b．分析说明小球对木板的作用力的方向．(2)激光束可以看做是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动．激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用．光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒．一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图2所示．图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行．请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向．a．光束①和②强度相同；b．光束①比②强度大．解析：(1)a.x方向：动量变化为Δp x＝m v sin θ－m v sin θ＝0y方向：动量变化为Δp y＝m v cos θ－(－m v cos θ)＝2m v cos θ方向沿y轴正方向．b．根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向．(2)a.仅考虑光的折射，设Δt时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为p.这些粒子进入小球前的总动量为p1＝2np cos θ从小球出射时的总动量为p2＝2npp1、p2的方向均沿SO向右根据动量定理得FΔt＝p2－p1＝2np(1－cos θ)>0可知，小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿SO向左．b．建立如图所示的Oxy直角坐标系．x方向：根据(2)a同理可知，两光束对小球的作用力沿x轴负方向．y方向：设Δt时间内，光束①穿过小球的粒子数为n1，光束②穿过小球的粒子数为n2，n1>n2.这些粒子进入小球前的总动量为p1y＝(n1－n2)p sin θ从小球出射时的总动量为p2y＝0根据动量定理得F yΔt＝p2y－p1y＝－(n1－n2)p sin θ可知，小球对这些粒子的作用力F y的方向沿y轴负方向，根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿y轴正方向．所以两光束对小球的合力的方向指向左上方．答案：见解析考向2动量定理的应用2．(2016·高考全国卷乙)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．解析：(1)设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则Δm＝ρΔV ①ΔV＝v0SΔt ②由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为Δm＝ρv0S. ③Δt(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由能量守恒得12＋(Δm)gh＝12(Δm)v20④2(Δm)v在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp＝(Δm)v ⑤设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有FΔt＝Δp ⑥由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F＝Mg ⑦联立③④⑤⑥⑦式得h＝v202g －M2g2ρ2v20S2. ⑧答案：(1)ρv0S(2)v202g－M2g2ρ2v20S2动量定理的应用技巧(1)应用I＝Δp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I＝Ft求冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量Δp，等效代换得出变力的冲量I.(2)应用Δp＝FΔt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(Δp＝p2－p1)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，等效代换得出动量的变化．[学生用书P232])1．一个质量为0.18 kg 的垒球，以25 m/s 的水平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s ，则这一过程中动量的变化量为( )A ．大小为3.6 kg·m/s ，方向向左B ．大小为3.6 kg·m/s ，方向向右C ．大小为12.6 kg·m/s ，方向向左D ．大小为12.6 kg·m/s ，方向向右解析：选D.选向左为正方向，则动量的变化量Δp ＝m v 1－m v 0＝－12.6 kg ·m/s ，大小为12.6 kg ·m/s ，负号表示其方向向右，D 正确．2．(2015·高考重庆卷)高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)，此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( ) A.m 2gh t ＋mg B.m 2gh t－mg C.m gh t ＋mg D.m gh t－mg 解析：选A.设高空作业人员自由下落h 时的速度为v ，则v 2＝2gh ，得v ＝2gh ，设安全带对人的平均作用力为F ，由动量定理得(mg －F )·t ＝0－m v ，解得F ＝m 2gh t＋mg . 3．把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，这个现象的原因是( )A．在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大B．在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小C．在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D．在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大答案：C4．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)解析：法一：用动量定理解，分段处理选物体为研究对象，对于撤去F前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，始态速度为零，终态速度为v，取水平力F的方向为正方向，根据动量定理有(F－μmg)t1＝m v－0.对于撤去F后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，始态速度为v，终态速度为零．根据动量定理有－μmgt2＝0－m v.以上两式联立解得t2＝F－μmgμmg t1＝30－0.2×5×100.2×5×10×6 s＝12 s.法二：用动量定理解，研究全过程选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零．取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得(F －μmg )t 1＋(－μmg )t 2＝0解得t 2＝F －μmg μmg t 1＝30－0.2×5×100.2×5×10×6 s ＝12 s. 答案：12 s[学生用书P361(独立成册)])一、选择题1．关于冲量，以下说法正确的是( )A ．只要物体受到了力的作用，一段时间内物体受到的总冲量就一定不为零B ．物体所受合外力的冲量小于物体动量的变化C ．冲量越大的物体受到的动量越大D ．如果力是恒力，则其冲量的方向与该力的方向相同解析：选D.合外力的冲量等于动量的变化，如果动量的变化为零，则合外力的冲量为零，所以物体所受外力的合冲量可能为零，故A 错误；由动量定理可知物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化，故B 错误；冲量越大，动量的变化量越大，动量不一定大，故C 错误；如果力是恒力，则冲量的方向就是该力的方向，故D 正确．2．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，下列说法正确的是( )A ．掉在水泥地上的玻璃杯动量小，而掉在草地上的玻璃杯动量大B ．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变小，掉在草地上的玻璃杯动量改变大C ．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小D ．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变量与掉在草地上的玻璃杯动量改变量相等解析：选D.玻璃杯从同样高度落下，到达地面时具有相同的速度，即具有相同的动量，与地面相互作用后都静止．所以两种地面的情况中玻璃杯动量的改变量相同，故A、B、C 错误，D正确．3．(2017·北京西城区模拟)1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火)，接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F ＝895 N，推进器开动时间Δt＝7 s．测出飞船和火箭组的速度变化Δv＝0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量m1＝3 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为() A．3 400 kg B．3 485 kgC．6 265 kg D．6 885 kg解析：选B.根据动量定理得FΔt＝(m1＋m2)Δv，代入数据解得m2≈3 485 kg，B选项正确．4.如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点．若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为()A．仍在P点B．在P点左边C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处解析：选B.纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由I＝F f t＝m v0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大，以2v的速度抽出纸条的过程，铁块所受滑动摩擦力作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的位移较小，故B选项正确．5.如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是() A．斜面对物体的弹力的冲量为零B．物体受到的重力的冲量大小为mgtC．物体受到的合力的冲量大小为零D．物体动量的变化量大小为mg sin θ·t解析：选BD.由冲量的求解公式可知，斜面对物体的弹力的冲量为mg cos θ·t，选项A 错误；物体受到的重力的冲量大小为mgt，选项B正确；物体回到斜面底端的速度仍为v，方向与初速度方向相反，故根据动量定理可知，物体受到的合力的冲量大小为2m v，选项C 错误；因整个过程中物体所受的合力为mg sin θ，则根据动量定理可知，物体动量的变化量大小为mg sin θ·t，选项D正确．6.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现了女子3 000 m接力三连冠．如图所示，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A．甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：选AB.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A正确；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp甲＝－Δp乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C、D错误．7.如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C 、D 、E 处，三个过程中重力的冲量依次为I 1、I 2、I 3，动量变化量的大小依次为Δp 1、Δp 2、Δp 3，则有( )A ．三个过程中，合力的冲量相等，动量的变化量相等B ．三个过程中，合力做的功相等，动能的变化量相等C ．I 1＜I 2＜I 3，Δp 1＝Δp 2＝Δp 3D ．I 1＜I 2＜I 3，Δp 1＜Δp 2＜Δp 3解析：选ABC.由机械能守恒定律可知物体下滑到底端C 、D 、E 的速度大小v 相等，动量变化量Δp ＝m v 相等，即Δp 1＝Δp 2＝Δp 3；根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，故合力的冲量也相等，注意不是相同(方向不同)；设斜面的高度为h ，从顶端A 下滑到底端C ，由h sin θ＝12g sin θ·t 2得物体下滑的时间t ＝2h g sin 2 θ，所以θ越小，sin 2θ越小，t 越大，重力的冲量I ＝mgt 就越大，故I 1＜I 2＜I 3；故A 、C 正确，D 错误；物体下滑过程中只有重力做功，故合力做的功相等，根据动能定理，动能的变化量相等，故B 正确．8.如图所示，倾斜的传送带保持静止，一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端．如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动，同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中，与传送带保持静止时相比()A．木块在滑到底端的过程中，摩擦力的冲量变大B．木块在滑到底端的过程中，摩擦力的冲量不变C．木块在滑到底端的过程中，木块克服摩擦力所做功变大D．木块在滑到底端的过程中，系统产生的内能数值将变大解析：选BD.滑动摩擦力的大小为f＝μN，与相对速度的大小无关，所以，当皮带运动时，木块所受的摩擦力未变，空间位移未变，则滑到底端的时间、速度以及摩擦力所做的功均不变，所以摩擦力的冲量I＝ft不变，故A、C错误，B正确；但由于相对滑动的距离变长，所以木块和皮带由于摩擦产生的内能变大，故D正确．二、非选择题9.如图所示，一质量为M的长木板在光滑水平面上以速度v0向右运动，一质量为m的小铁块在木板上以速度v0向左运动，铁块与木板间存在摩擦．为使木板能保持速度v0向右匀速运动，必须对木板施加一水平力，直至铁块与木板达到共同速度v0.设木板足够长，求此过程中水平力的冲量大小．解析：考虑M、m组成的系统，设M运动的方向为正方向，根据动量定理有Ft＝(M＋m)v0－(M v0－m v0)＝2m v0，则水平力的冲量I＝Ft＝2m v0.答案：2m v010．(2015·高考安徽卷)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示．一物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05 s ，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .解析：(1)由动能定理有－μmgx ＝12m v 2－12m v 20可得μ＝0.32.(2)由动量定理有F Δt ＝m v ′－m v可得F ＝130 N.(3)由能量守恒定律有W ＝12m v ′2＝9 J. 答案：(1)0.32 (2)130 N (3)9 J11.(2017·北京中央民族大学附中月考)如图所示，一物体从固定斜面顶端由静止开始经过1 s 下滑到底端，已知斜面的倾角θ＝37°，斜面长度L ＝2.5 m ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值；(3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值．解析：(1)根据L ＝12at 2，解得：a ＝5 m/s 2，根据牛顿第二定律得： mg sin θ－μmg cos θ＝ma解得：μ＝0.125.(2)损失的机械能等于克服摩擦力做的功，为：ΔE＝μmg cos θ·L减小的重力势能为：ΔE p＝mg sin θ·L故损失的机械能与减小的重力势能的比值为：ΔE∶ΔE p＝μ∶tan θ＝1∶6.(3)设物体下滑到斜面底端时速度大小为v，则有：v＝at＝5 m/s根据动量定理得：合外力冲量的大小为：I合＝m v－0＝5m (N·s)在下滑过程中重力的冲量为：I G＝mgt＝10m (N·s)所以下滑的过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值为：I合∶I G＝1∶2.答案：(1)0.125(2)1∶6(3)1∶2。
课件4：1.1-1.2 动量 动量定理
恒定合力 F 作用下，经过一段时间 t，速度变为 v2，则：
物体的加速度 a＝v2－t v1
由牛顿第二定律：F＝ma
∴F＝mv2t－v1
即 Ft＝mv2－mv1
(2)动量定理的要点分析 ①动量定理的表达式是一个矢量式，应用动量定理时需要规 定正方向． ②动量定理公式中 F 是研究对象所受的包括重力在内的所 有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力．当合外力为变力 时，F 应该是合外力在作用时间内的平均值． ③动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系 统．
(1)求物块与地面间的动摩擦因数 μ； (2)若碰撞时间为 0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用 力的大小 F； (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W.
解析 (1)由动能定理，有－μmgs＝12mv2－12mv20 可得 μ＝0.32 (2)由动量定理有 FΔt＝mv′－mv 可得 F＝130 N (3)W＝12mv′2＝9 J [答案] (1)0.32 (2)130 N (3)9 J
第一章 动量守恒定律
1.动量 2.动量定理
学习目标： 1.理解动量、动量的变化、冲量的概念，知道三者均为矢量. 2.理解动量定理，熟练应用动量定理解决物理问题．
生活中的各种碰撞现象
撞车
钉 钉 子
打 网 球
知识梳理
[知识识记] 1．动量：p＝mv (1)动量的定义：物理学中，把 物体的质量和运动速度 的乘 积，叫做物体的动量． (2)动量的性质：①矢量性：动量是矢量，其方向与 速度的方向 相同． ②状态量：物体的速度与时刻相对应，动量是 状态 量． ③相对量：速度是一个相对量，所以动量也是相对量，通常 选择 地面或相对地面静止的物体 为参考系．
第一节 动量 冲量 动量定理
栏目 导引
第六章
碰撞与动量守恒
(5) 物 体 所 受 合 外 力 的 冲 量 方 向 与 物 体 末 动 量 的 方 向 相 同．( × ) (6) 物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相 同．( √ )
栏目 导引
第六章
碰撞与动量守恒
做一做 篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球．接球时，两手随 球迅速收缩至胸前，这样做可以( A．减小球对手的冲量 C．减小球的动量变化量
二、动量定理 1．动量定理
合力 的冲量等于物体的____________ 动量变化量 ． (1)内容： 物体所受_______
(2)表达式：F· Δ t＝Δ p＝p′－p.
合力 (3)矢量性： 动量变化量的方向与__________ 的方向相同， 可
以在某一方向上应用动量定理．
栏目 导引
第六章
碰撞与动量守恒
运动 而 物体由于_____ 具有的能量 1 2 Ek＝ mv 2 标量
状态量
p2 1 2Ek Ek＝ ，Ek＝ pv，p＝ 2mEk，p＝ v 2m 2
栏目 导引
第六章
碰撞与动量守恒
【自我诊断】 判一判 (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，则动量也不变．( × ) (4)物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零．( × )
2．动量、动能、动量的变化量的比较 名称 项目 定义 定义式 矢标性 特点 关联方 程 动量 物体的质量和 速度 _________ 的乘积 动能 动量变化量 物体末动量与初 矢量差 动量的_______ Δ p＝p′－p 矢量 过程量 ________
mv p＝________
第一节 动量 动量定理
（三）动量的增量
1. 定义：动量变化量又称动量的增量，即末动量减初 定义：动量变化量又称动量的增量， 动量， 动量，即∆p=p2－p1 2. 运算由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运 运算由于动量为矢量，则求解动量的变化时， 算遵循平行四边形定则，若初末动量在同一直线上， 算遵循平行四边形定则，若初末动量在同一直线上， 则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算； 则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算； 若初末动量不在同一直线上， 若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形 定则
例4. 如图所示，质量为m的物体从竖直轻弹簧的正上 如图所示，质量为 的物体从竖直轻弹簧的正上 方自由落下，落到弹簧上，将弹簧压缩。 方自由落下，落到弹簧上，将弹簧压缩。已知物体 下落h高 经过时间为t， 下落 高，经过时间为 ，物体压在弹簧上的速度为 v，在此过程中，地面对弹簧的支持力做功为 ， ，在此过程中，地面对弹簧的支持力做功为W， 支持力的冲量大小为I，则有（ 支持力的冲量大小为 ，则有（ ）
与动量的变化量∆P关系 ②公式给出合力的冲量Ft与动量的变化量 关系 冲量 公式给出合力的冲量 与动量的变化量 关系, 是动量变化量的量度; 是动量变化量的量度 冲量与动量变化量关系是大小相 方向相同; 外力为恒力时, 等, 方向相同 外力为恒力时 冲量的方向就是外力的方 动量变化量的方向与外力的方向相同; 向, 动量变化量的方向与外力的方向相同 当外力是变 力时, 冲量的大小可以用动量变化量的大小求出, 力时 冲量的大小可以用动量变化量的大小求出 冲量 的方向是动量变化量的方向. 的方向是动量变化量的方向 ③公式是矢量式, 使用时要先规定正方向 转化为代 公式是矢量式 使用时要先规定正方向, 数运算
P = mv
动量和动量定理
•动 能
Ek= mv2/2
•标 kg·m2/s2 量 （J）
若速度变化, 则p一定变化
若速度变化, Ek不一定变化
动量与动能关系：
（1）由于动量是矢量，动能是标量，物体的动量变化时,动能不
一定变化；物体的动能变化时,其动量一定变化。
（2）大小关系：
EK
mv2 2
m2v2 2m
p2 2m
EK
P2 2m
3.对动量定理的说明：
（1）冲量的效果是改变受力物体的动量，因 此动量定理是一个关于过程的规律。冲量的大 小总等于动量变化量的大小；冲量的方向总跟 动量变化量的方向一致。
（2）当几个力同时作用于物体时，表达式中 的冲量理解为各个力的合冲量，也是合力的冲 量。它表明物体所受合外力是物体动量变化的 原因，物体动量的变化是由它受到的合外力经 过一段时间积累的结果。
p=mv
Ek= mv2/2
(2) 质量为 2 kg 的物体，速度由向东的 3 m/s 变为向西的 3
m/s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多
少？
规定正方向
V=3m/s
V ′=3m/s
Δ p = P ʹ - P= -12 kg.m/s
Δ Ek=0
(3) A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4 m/s，方向向西。它们的动量的矢量和是多少？它 们的动能之和是多少？
动量变化的三种情况：
G
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
5. 动量的变化量（ Δ p）
(1) 定义：物体在某段时间内的末动量与初动量之矢量差
(2) 表达式： Δ p = P ʹ - P= mv ʹ - mv =mΔv
动量和动量定理 课件
二、冲量 1．定义：力与力的作用时间的乘积。 2．公式：I＝ F(t′－t) 。 3．单位： 牛·秒，符号是 N·s 。 4．矢量性：方向与力的方向相同。 5．物理意义：反映力的作用对时间的积累效应。 三、动量定理
1．内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这 个过程中所受力的冲量。
2．表达式：mv′－mv＝F(t′－t)或 p′－p＝ I 。
对动量、冲量的理解
1．动量的性质 (1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一 位置的动量，动量的大小可用 p＝mv 表示。 (2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。 (3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体 的动量也与参考系的选取有关。
2．冲量的性质 (1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取 决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是 哪一个力在哪一段时间内的冲量。 (2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物 体动量变化量的方向相同。 3．动量的变化量：是矢量，其表达式 Δp＝p2－p1 为矢量式， 运算遵循平行四边形定则，当 p2、p1 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。
[典例] 羽毛球是速度最快的球类运动之一，运动员扣杀羽 毛球的速度可达到 342 km/h，假设球飞来的速度为 90 km/h，运 动员将球以 342 km/h 的速度反向击回。设羽毛球质量为 5 g，击 球过程只用了 0.05 s。试求：
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量。 (2)运动员击球过程中羽毛球所受重力的冲量、羽毛球的动 能变化量各是多少？ [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)求动量变化时要选取正方向，同时注意球的初速度与 末速度的方向关系。 (2)动能是标量，动能的变化量等于球的末动能与初动能 的大小之差。
动量和动量定理课件
量定理(以向上为正方向)有:
(FN-mg)t=mv2-m(-v1)
2 -(-1 )
60×10-60×(-8)
+mg=
1.2
解得 FN=
上。
N+60×10 N=1.5×103 N,方向向
方法二:此题也可以对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢
量),Δp=p'-p(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量
的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时
的正、负号仅表示方向,不表示大小)。
3.冲量
(1)定义:力 F 与力的作用时间 t 的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式:I=F·
t。
(3)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·
秒,符号是 N·
s。
(4)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。
说明:I=F·
t 仅适用于求恒力的冲量。
4.动量定理
(1)表述:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受
力的冲量。
(2)表达式:Ft=mv'-mv 或 I=p'-p。
(3)冲量的单位:在国际单位制中,力 F 的单位是 N,时间 t 的单位是 s,所
以冲量的单位是 N·
s。动量和冲量的单位关系是 1 N·
s=1 kg·
m/s,但要区别使
用。
2.冲量与功的区别
冲量
功
W=Fx
公式 I=Ft
标、
动量和动量定理 课件
特点
过程量
状态量
2.冲量和功的区别 (1)冲量和功都是过程量．冲量是表示力对时间的积累作用，功 表示力对位移的积累作用． (2)冲量是矢量，功是标量． (3)力作用的冲量不为零时，力做的功可能为零；力做的功不为 零时，力作用的冲量一定不为零．
考点二 动量定理
[基础梳理]
项目
动量定理
物体在一个过程始末的 动量变化量 等于它在 内容
法二 全过程整体法
在整个下落过程中对工人应用动量定理，重力的冲量大小为
mg
2gL＋t，拉力 F 的冲量大小为 Ft.
初、末动量都是零，取向下为正方向，由动量定理得
mg
2gL＋t－Ft＝0
mg 解得 F＝
t 2gL＋t＝1 200 N.
由牛顿第三定律知，工人给安全带的冲力大小为 F′＝F＝1 200
5．某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为 M 的卡 通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截
面积为 S 的喷口持续以速度 v0 竖直向上喷出；玩具底部为平板
(面积略大于 S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度 变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水 的密度为ρ，重力加速度大小为 g.求： (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．
这个过程中所受力的冲量
表达式 意义
p′－p＝F 合 t 或 mv′－mv ＝F 合 t 合外力的冲量是引起物体 动量变化 的原因
标矢性
矢量式(注意正方向的选取)
[题组通关] 考向 1 动量定理解释生活现象 1.(多选)有关实际生活中的现象，下列说法正确的是( ) A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B．体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用 力 C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固 越好
动量和动量定理 课件
预习导引
一、动量
1.动量
(1)定义:物理学中把物体的质量 m 跟运动速度 v 的乘积 mv 叫作
动量。
(2)定义式:p=mv。
(3)单位:在国际单位制中,动量的单位是 kg·
m/s。
(4)矢量:由于速度是矢量,质量为标量,所以动量是矢量,它的方
向与速度的方向相同。
2.用动量概念表示牛顿第二定律
答案:可以用质量和速度的乘积(即动量)来描述。
二、动量定理
1.冲量
(1)定义:物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
(2)公式:I=F(t'-t)。
(3)矢量:冲量是矢量,它的方向跟力的方向相同。
(4)物理意义:冲量是反映力对时间累积效应的物理量,力越大,
时间越长,冲量就越大。
2.动量定理
能为零。但是由功的定义式 W=Flcos θ 可知,有力作用,这个力却不
一定做功。
例如:在斜面上下滑的物体,斜面对物体的支持力有冲量的作用,
但支持力对物体不做功;做匀速圆周运动的物体,向心力对物体有冲
量的作用,但向心力对物体不做功;处于水平面上静止的物体,重力不
做功,但在一段时间内重力的冲量不为零。
Δp=(-7×0.5-3×0.5) kg·
m/s=-5 kg·
m/s,负号表示 Δp 的方向与原运动
方向相反。
答案:A
二、
冲量
知识精要
(1)冲量的方向:
冲量是过程量,它与时间相对应。
若力在作用的一段时间内方向
不变,则冲量的方向与力的方向相同;若力的方向在变化,则不能说冲
量的方向与力的方向相同,只能说冲量的方向由力的方向决定,与动
s。
第6章 第1节 动量和动量定理
必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
二、动量定理 1．内容：物体在一个过程始末的 动量 变化量等于它在这个过 程中所受 力 的冲量。 2．表达式：Ft＝Δp＝p′－p。 3．矢量性：动量变化量的方向与 合外力 的方向相同，可以在 某一方向上应用动量定理。
第1节 动量和动量定理
1
2
必备知识·全通关 关键能力·全突破来自3课后限时集训
高考(全国卷)三年命题情况对照分析
2020
2019
2018
命题分析
1.纵观近几年高考试题：主要
卷Ⅰ·T14：动量定理的 应用
卷 Ⅰ·T16 ： 动 量 定 理
卷Ⅰ·T14：动量、动能 T24：动量守恒定律、
考查了碰撞、爆炸和反冲运 动模型，题型以计算和选择
T23：实验：验证动量定 理
T25 ： 动 量 守 恒 定 律、碰撞中的能量
第1节 动量和动量定理
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必备知识·全通关 关键能力·全突破
3
课后限时集训
ABD [当做直线运动的物体的速度增大时，其末态动量 p2 大于初态动量
p1，由矢量的运算法则可知 Δp＝p2－p1＞0，与物体运动方向相同，如图(a)所示，
所以 A 选项正确；当做直线运动的物体速度减小时，p2＜p1，如图(b)所示，Δp
第1节 动量和动量定理
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2
必备知识·全通关 关键能力·全突破
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课后限时集训
01
必备知识·全通关
必备知识 ·填充 学情自测 ·验收
第1节 动量和动量定理
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必备知识·全通关 关键能力·全突破
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课后限时集训
一、动量、动量的变化量、冲量 1．动量 (1)定义：运动物体的质量和 速度的乘积叫作物体的动量，通常 用 p 来表示。 (2)表达式：p＝ mv 。 (3)单位： kg·m/s 。 (4)标矢性：动量是矢量，其方向和 速度方向相同。
高三物理人教版一轮教师用书第6章第1节动量动量定理含解析
第章 动量1．考纲展示：动量、动量定理Ⅱ 动量守恒定律及其应用Ⅱ 弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ 实验：验证动量守恒定律．2．考纲变化：本章内容是模块3－5中的部分内容，考纲要求从2017年起由原来的“选考内容”调至“必考内容”．3．考情总结：本章内容是考纲要求由原来的“选考内容”调至“必考内容”．调整后的第一次命题，考查点为动量守恒定律、动量定理的应用，题型为选择题．4．命题预测：调至“必考内容”后，命题热点仍然集中在动量与能量、动量与牛顿运动定律的综合应用方面，也可能与电场、磁场、电磁感应综合命题，难度可能是中等难度以上或较难．5．2017年考题分布第一节 动量 动量定理(对应学生用书第104页)[教材知识速填]知识点1 动量1．定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p 来表示． 2．表达式：p ＝m v .3．单位：kg·m/s.4．标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同．5．动量、动能、动量变化量的比较易错判断(1)物体的动能变化时动量一定变化．(√)(2)两物体的动量相等，动能也一定相等．(×)(3)动量变化的大小，不可能等于初、末状态动量大小之和．(×)知识点2动量定理1．冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫做这个力的冲量．公式：I＝Ft.(2)单位：冲量的单位是牛·秒，符号是N·s.(3)方向：冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向相同．2．动量定理(1)内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化．(2)表达式：Ft＝Δp＝p′－p.(3)矢量性：动量变化量的方向与合外力的方向相同，可以在某一方向上应用动量定理．易错判断(1)动量定理描述的是某一状态的物理规律．(×)(2)物体所受合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同．(×)(3)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同．(√)[教材习题回访]考查点：动量变化量的理解1．(沪科选修3－5P10T3)质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上，随后以3 m/s的速度反向弹回．若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为()A．10 kg·m/s B．－10 kg·m/sC．40 kg·m/s D．－40 kg·m/s[答案] D考查点：动量和动能的比较2．(粤教选修3－5P9T5)下列关于物体的动量和动能的说法，正确的是() A．物体的动量发生变化，其动能一定发生变化B．物体的动能发生变化，其动量一定发生变化C．若两个物体的动量相同，它们的动能也一定相同D．动能大的物体，其动量也一定大[答案] B考查点：动量定理的应用3．(粤教版选修3－5P9T4)在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量Δp.有()A．平抛过程较大B．竖直上抛过程最大C．竖直下抛过程较大D．三者一样大[答案] B考查点：动量定理的应用4．(人教版选修3－5P11T2改编)在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移l后，动量变为p、动能变为E k.以下说法正确的是()A．在F作用下，这个物体若经过位移2l，其动量将等于2pB．在F作用下，这个物体若经过时间2t，其动量将等于2pC．在F作用下，这个物体若经过时间2t，其动能将等于2E kD．在F作用下，这个物体若经过位移2l，其动能将等于4E k[答案] B(对应学生用书第105页)1．冲量是矢量，它的方向是由力的方向决定的，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同．如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动时绳的拉力在时间t内的冲量，这时就不能说力的方向就是冲量的方向．对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出．2．冲量是过程量，说到冲量必须明确是哪个力在哪段时间内的冲量．3．冲量和功(1)冲量反映力对时间积累的效应，功反映力对空间积累的效应．(2)冲量是矢量，功是标量．(3)冲量的正、负号表示冲量的方向，功的正、负号表示动力或阻力做功．[题组通关]1．甲、乙两个质量相等的物体，以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上运动，甲物体先停下来，乙物体后停下来，则()A．甲物体受到的冲量大B．乙物体受到的冲量大C．两物体受到的冲量相等D．两物体受到的冲量无法比较C[由题设可知两物体动量的变化量相等，据动量定理，两物体受到的冲量是相等的．两物体不同时停下，是因为受到的合力(即摩擦力)的大小不相等，即两接触面的动摩擦因数不相等．可知正确答案为C.]2．在一光滑的水平面上，有一轻质弹簧，弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端紧靠着一物体A，已知物体A的质量m A＝4 kg，如图6-1-1所示．现用一水平力F作用在物体A上，并向左压缩弹簧，F做功50 J后(弹簧仍处在弹性限度内)，突然撤去外力F，物体从静止开始运动．则当撤去F后，弹簧弹力对A物体的冲量为()【导学号：84370253】图6-1-1A．20 N·s B．50 N·sC．25 N·s D．40 N·sA[弹簧的弹力显然是变力，因此该力的冲量不能直接求解，可以考虑运用动量定理：I＝Δp，即外力的冲量等于物体动量的变化．由于弹簧储存了50 J的弹性势能，我们可以利用机械能守恒求出物体离开弹簧时的速度，然后运用动量定理求冲量．所以有：E p＝12m v2，I＝m v.由以上两式可解得弹簧的弹力对A物体的冲量为I＝20 N·s.故选A.]图象法：如图所示，该图线与时间轴围成的内的冲量．根据动量定理求变力冲量．1．动量定理的理解(1)方程左边是物体受到的所有力的总冲量，而不是某一个力的冲量．其中的F可以是恒力，也可以是变力，如果合外力是变力，则F是合外力在t时间内的平均值．(2)动量定理说明的是合外力的冲量I合和动量的变化量Δp的关系，不仅I合与Δp大小相等而且Δp的方向与I合方向相同．(3)动量定理的研究对象是单个物体或物体系统．系统的动量变化等于在作用过程中组成系统的各个物体所受外力冲量的矢量和．而物体之间的作用力(内力)，由大小相等、方向相反和等时性可知不会改变系统的总动量．(4)动力学问题中的应用．在不涉及加速度和位移的情况下，研究运动和力的关系时，用动量定理求解一般较为方便．不需要考虑运动过程的细节．2．用动量定理解释的两类现象(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．[多维探究]考向1用动量定理解释生活现象1．玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与水泥地撞击过程中()A．玻璃杯的动量较大B．玻璃杯受到的冲量较大C．玻璃杯的动量变化较大D．玻璃杯的动量变化较快D[玻璃杯从相同高度落下，落地时的速度大小是相同的，落地后速度变为零，所以无论落在水泥地面上还是草地上，玻璃杯动量的变化量Δp是相同的，又由动量定理I＝Δp，知受到的冲量也是相同的，所以A、B、C 都错．由动量定理Ft＝Δp得F＝Δp/t，落到水泥地面上，作用时间短，动量变化快，受力大，容易碎，D对．]2．把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，这个现象的原因是()A．在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大B．在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小C．在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D．在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大C[缓缓拉动纸带时，所用时间较长，摩擦力对物体的冲量大，故选项C 正确．]考向2用动量定理求平均作用力3．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m2ght＋mg B.m2ght－mgC.m ght＋mg D.m ght－mgA[设高空作业人员自由下落h时的速度为v，则v2＝2gh，得v＝2gh，设安全带对人的平均作用力为F，由动量定理得(mg－F)·t＝0－m v，解得F＝m2ght＋mg.]4．一个质量为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，速度大小为45 m/s，若球棒与垒球的作用时间为0.01 s．球棒对垒球的平均作用力的大小为()A．450 N B．810 NC．1 260 N D．360 NC[取垒球飞向球棒的方向为正方向初动量p＝m v＝0.18×25 kg·m/s＝4.5 kg·m/s末动量p′＝m v′＝－0.18×45 kg·m/s＝－8.1 kg·m/s由动量定理得垒球所受到的平均作用力为F＝p′－pΔt＝－8.1－4.50.01N＝－1 260 N.即所求平均作用力大小为1 260 N，方向与所选的正方向相反．](多选)在光滑水平面上有两个质量均为2 kg的质点，质点a在水平恒力F a＝4 N作用下由静止开始运动4 s，质点b在水平恒力F b＝4 N作用下由静止开始运动4 m，比较这两质点所经历的过程，可以得到的正确结论是()A．质点a的位移比质点b的位移大B．质点a的末速度比质点b的末速度小C．力F a做的功比力F b做的功多D．力F a的冲量比力F b的冲量小AC[质点a的位移x a＝12at2＝12·F am t2＝4×422×2m＝16 m．由动量定理F a t a＝m v a，v a＝F a t am＝4×42m/s＝8 m/s，由动能定理得F b x b＝12m v2b，v b＝2×4×42m/s＝4 m/s.力F a做的功W a＝F a×x a＝4×16 J＝64 J，力F b 做的功W b＝F b×x b＝4×4 J＝16 J．力F a的冲量I a＝F a t a＝4×4 N·s＝16 N·s，力F b的冲量I b＝Δp b＝m(v b－0)＝2×(4－0) N·s＝8 N·s.综上可得A、C选项正确．][母题](2016·全国Ⅰ卷)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．[题眼点拨]①“悬停在空中”表明水对其冲击力的大小等于其重力大小；②“竖直方向水的速度变为零”显示水的动量变化大小是解题的突破口．[解析](1)设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则Δm＝ρΔV ①ΔV＝v0SΔt ②由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为ΔmΔt＝ρv0S. ③(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由能量守恒得12(Δm)v2＋(Δm)gh＝12(Δm)v20④在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp＝(Δm)v ⑤设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有FΔt＝Δp ⑥由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F＝Mg ⑦联立③④⑤⑥⑦式得h＝v202g－M2g2ρ2v20S2. ⑧[答案](1)ρv0S(2)v202g－M2g 2ρ2v20S2迁移1 动量定理与图象的结合1．(多选)(2017·全国Ⅲ卷)一质量为2 kg 的物块在合外力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6-1-2所示，则( )图6-1-2 A ．t ＝1 s 时物块的速率为1 m/sB ．t ＝2 s 时物块的动量大小为4 kg·m/sC ．t ＝3 s 时物块的动量大小为5 kg·m/sD ．t ＝4 s 时物块的速度为零 AB [由动量定理得：t ＝1 s 时，v 1＝F 1Δt 1m ＝2×12 m/s ＝1 m/st ＝2 s 时：p 2＝F 1Δt 2＝2×2 kg·m/s ＝4 kg·m/st ＝3 s 时：p 3＝F 1Δt 2＋F 2Δt 3＝2×2 kg·m/s －1×1 kg·m/s ＝3 kg·m/s t ＝4 s 时：F 1Δt 2＋F 2Δt 4＝m v 4v 4＝2×2－1×22m/s ＝1 m/s 选项A 、B 正确．]一个质量为3 kg 的物体所受的合外力随时间变化的情况如图所示，那么该物体在6 s 内速度的改变量是( )A ．7 m/sB ．6.7 m/sC ．6 m/sD ．5 m/sD [F -t 图线与时间轴围成的面积在量值上代表了合外力的冲量，故合外力冲量为I ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3×4＋12×2×4－12×1×2N·s ＝15 N·s. 根据动量定理有I ＝m Δv ，Δv ＝I m ＝153 m/s ＝5 m/s.故本题选D.]迁移2 动量定理与多过程问题的结合2.如图6-1-3所示，在光滑水平面上并排放着A 、B 两木块，质量分别为m A 和m B .一颗质量为m 的子弹以水平速度v 0先后穿过木块A 、B .木块A 、B 对子弹的阻力恒为F f .子弹穿过木块A 的时间为t 1，穿过木块B 的时间为t 2.求：(1)子弹刚穿过木块A 后，木块A 的速度v A 和子弹的速度v 1分别为多大？(2)子弹穿过木块B 后，木块B 的速度v B 和子弹的速度v 2又分别为多大？【导学号：84370254】图6-1-3 [题眼点拨] ①“并排放着A 、B 两木块”要想到子弹穿过A 的过程中，A 、B 共同运动；②“阻力恒为F f ”及“时间t 1”“时间t 2”．[解析](1)从子弹刚进入A 到刚穿出A 的过程中：对A 、B ：由于A 、B 的运动情况完全相同，可以看作一个整体F f t 1＝(m A ＋m B )v A ，所以v A ＝F f t 1m A ＋m B对子弹：－F f t 1＝m v 1－m v 0，所以v 1＝v 0－F f t 1m .(2)子弹刚进入B 到刚穿出B 的过程中：对物体B ：F f t 2＝m B v B －m B v A所以v B ＝F f (t 1m A ＋m B ＋t 2m B )对子弹：－F f t 2＝m v 2－m v 1，所以v 2＝v 0－F f (t 1＋t 2)m. [答案](1)F f t 1m A ＋m B v 0－F f t 1m(2)F f ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 1m A ＋m B ＋t 2m B v 0－F f (t 1＋t 2)m迁移3 动量定理在风力作用中的应用3．一艘帆船在湖面上顺风航行，在风力的推动下做速度为v 0＝4 m/s 的匀速直线运动．若该帆船在运动状态下突然失去风力的作用，则帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过t ＝8 s 才可静止．该帆船的帆面正对风的有效面积为S ＝10 m 2，帆船的总质量约为M ＝936 kg.若帆船在航行过程中受到的阻力恒定不变，空气的密度为ρ＝1.3 kg/m 3，在匀速行驶状态下估算：(1)帆船受到风的推力F 的大小；(2)风速的大小v .[解析](1)风突然停止，帆船只受到阻力f 的作用，做匀减速直线运动，设帆船的加速度为a ，则a ＝0－v 0t ＝－0.5 m/s 2根据牛顿第二定律有－f ＝Ma ，所以f ＝468 N则帆船匀速运动时，有F －f ＝0解得F ＝468 N.(2)设在时间t 内，正对着吹向帆面的空气的质量为m ，根据动量定理有－Ft ＝m (v 0－v )又m ＝ρS (v －v 0)t所以Ft＝ρS(v－v0)2t解得v＝10 m/s.[答案](1)468 N(2)10 m/s。
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B、D
三、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的 动量变化。 2、表达式： I 合 p
3、对表达式的理解：
（1）合外力冲量的两种求法： I合=F合t （2） p： p = p2 – p1
I合=I1+I2+I3……..+In=F1t1+F2t2+…… （矢量和）
（3）动量定理是矢量式，用之前要规定正方向； 合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同；
6、动量的变化p： p =p2-p1 （该式为矢量式）
物体动量的变化是矢量，其方向与物体速度的变 化量Δv的方向相同.
动量与动能：
动量 动能 p=mv Ek= mv2/2 矢 若物体的动量发生变化，其 量 动能不一定发生变化； 标 若物体的动能发生变化，其 量 动量一定发生变化；
动量与动能间量值关系：
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，
D
2）利用动量定理求恒力作用下曲线运动中动量的 变化量：
例. 一个质量为2kg的小球，在离地面80m高处以 30m/s水平抛出，则抛出后3s内小球动量的变化 为多大？ (取g=10m/s2 )
(3)、应用I＝Δp求变力的冲量
例、如图所示，A、B 经细绳相连挂在弹簧下静止不动，A 的质 量为 m，B 的质量为 M，当 A、B 间绳突然断开，物体 A 上升 到某位置时速度为 v，这时 B 下落速度为 u，在这段时间内弹 簧弹力对物体 A 的冲量为 .
[答案]
m(u＋v)
求解变力冲量的主要方法：
1、利用动量定理求解；
2、利用F—t图像，图像与时间轴所为面积反映力的冲量；
4）利用动量定理求解涉及时间的多过程问题：
例、一个铁球，从静止状态由 10 m 高处自由下落，然后陷入泥 潭中，从进入泥潭到静止用去 0.4 s，该铁球的质量为 336 g， 求从开始下落到进入泥潭静止，泥潭对小球的平均阻力；
4、动量定理的适用范围：
动量定理不但适用于恒力做用下物体的运动，也适用于
变力做用下物体的运动；不仅适用于直线运动，也适用于 曲线运动 ；动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用 于微观物体的高速运动问题。
例、一质量为 m 的铁锤，以速度 v 竖直打在木桩上，经过 Δt 时 间后停止， 则在打击时间内， 铁锤对木桩的平均冲力的大小是( A.mgΔt mv C. ＋mg Δt
第六章
碰撞和动量守恒
考纲要求：
1、动量、动量定理、动量守恒定律及 其应用；（Ⅱ） 2、弹性碰撞和非弹性碰撞；（Ⅰ） 3、实验：验证动量守恒定律
一、动量（p）
1、物理意义：描述物体运动状态的物理量。 2、定义：运动物体的质量和速度的乘积，叫做 物体的动量。
3、公式 ： p=mv
（v指瞬时速度）
4、动量是矢量：方向与该时刻的速度方向相同； 5、动量具有相对性，与参考系的选择有关。
p 2mEk
p Ek 2m
2
二、冲量（I）
1、物理意义：反映力对时间的积累效应； 2、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积， 叫做该力对这个物体的冲量。
3、公式： I=Ft （F为恒力）
4、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒 定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同；
1、质量为 5 kg 的小球以 5 m/s 的速度竖直落到地板上，随后以 3 m/s 的 速度反向弹回，若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为 ( ) A.10 kg· m/s C.40 kg· m/s
C
)
mv B. Δt mv D. －mg Δt
C
5、动量定理的应用步骤
1）、确定研究对象和研究过程；
动量定理的研究对象是单个物体或物体系统.系统的动量变化 等于在作用过程中组成系统的各个物体所受外力冲量的矢量和， 而系统内物体之间的作用力(内力)，由大小相等、方向相反和等 时性可知，其总冲量为零，不会改变系统的总动量.
Dm/s B.－10 kg·
D.－40 kg· m/s
D
例、(多选)恒力 F 作用在质量为 m 的物体上，如图所示，由于地面 对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间 t，下列说法正 确的是( )
BD
A.拉力 F 对物体的冲量大小为零 B.拉力 F 对物体的冲量大小为 Ft C.拉力 F 对物体的冲量大小为 Ftcos θ D.合力对物体的冲量大小为零
例：质量为2kg的小球，自地面上方5m高度处自由释放， 落地后反弹起3.2m高度，不计空气阻力，取g=10m/s2.从 释放到小球上升至最大高度共经历2.0s时间，试求:小球 与地面接触过程中地面对小球平均作用力的大小 ？
5）利用动量定理求解连续作用问题：
例、某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为 M 的卡 通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见，假设水柱从横截面 积为 S 的喷口持续以速度 v0 竖直向上喷出； 玩具底部为平板(面 积略大于 S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变 为零， 在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度 为 ρ，重力加速度大小为 g.求： (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度.
2）、对研究对象进行受力分析，并规定正方向； 3）、确定根据动量定理列方程求解。
6、动量定理的应用
(1)、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．
例、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 D 间短，因而受到水泥地的作用力大 但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大