高三物理一轮复习动量
高三物理(人教)一轮复习课件：6.1 动量 动量定理
答案：B
3．[冲量的大小计算]用水平推力 F 推放在水平面上的物体， 作用时间为 t，此过程中物体始终不动．关于此过程中各力的冲 量和功，下列说法正确的是( )
①A、B 间的距离； ②水平力 F 在 5 s 时间内对物块的冲量．
[解析] (1)由牛顿第二定律：F－μmg＝ma① 由运动学公式得：a＝v2－t v1② 由①②得：(F－μmg)t＝mv2－mv1③ ③式的物理意义为：合外力的冲量等于物体动量的变化．
(2)①选向左为正方向，在 Δt2＝5 s－3 s＝2 s 的时间，由动 量定理得(F－μmg)Δt2＝mvA①
[答案] D
反思总结
应用动量定理解释的两类物理现象
(1)一类是物体的动量变化一定，由 F＝Δtp知：t 越长，F 就 越小；t 越短，F 就越大．
(2)另一类是作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变 化就越大；t 越短，动量变化就越小．
曲线运动中物体速度方向时刻在改变，求动量变化量 Δp＝ p′－p 需要应用矢量运算方法，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量．
[题组训练]
1．[应用动量定理解释生活现象]玻璃杯从同一高度自由落 下，掉落在硬质水泥地板上易碎，掉落在松软地毯上不易碎．这 是由于玻璃杯掉在松软地毯上( )
A．所受合外力的冲量较小 B．动量的变化量较小 C．动量的变化率较小 D．地毯对杯子的作用力小于杯子对地毯的作用力
解析：杯子从同一高度自由落下，与地面相碰前的瞬时速度、 动量都是一定的，由下落高度决定动量大小 p＝m 2gh.与地面相 碰到静止在地面上，不管玻璃杯是否破碎，其动量的改变量的大 小都等于 m 2gh，合力的冲量与动量改变量大小相等．
高考物理一轮复习知识点总结-动量与动量守恒
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！
动量与动量守恒
一、、动量与冲量的区别：
二、动量定理：物体所受的合外力的冲量等于物体的动量的变化。
I合=ΔP 或F合t = mv t—mv0（冲量方向与物体动量变化量方向一致）
公式一般用于冲击、碰撞中的单个物体，解题时要先确定正方向。
三、动量守恒定律：一个系统不受外力或受外力矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
P总= P总’或m1v1+m2v2 = m1v1'+m2v2'
公式一般用于冲击、碰撞、爆炸中的多个物体组成的系统，解题时要先确定正方向。
系统在某方向上外力矢量和为零时，某方向上动量守恒。
四、完全弹性碰撞：在弹性力作用下，动量守恒，动能守恒。
非弹性碰撞：在非弹性力作用下，动量守恒，动能不守恒。
完全非弹性碰撞：在完全非弹性力作用下，碰撞后物体结合在一起运动，动
k
mE P 2=m P E k 22
=量守恒，动
能不守恒。
系统机械能损失最大。
五、动量与动能的关系：。
2025届高三物理一轮复习动量守恒定律及其应用(40张PPT)
1.碰撞:碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象。2.碰撞的特点:在碰撞现象中,一般都满足内力_______外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
考点2 碰撞问题
远大于
动量是否守恒
机械能是否守恒
弹性碰撞
守恒
_______
非完全弹性碰撞
守恒
有损失
完全非弹性碰撞
答案 D
考向3 用数学归纳法解决多次碰撞问题【典例6】 (多选)(2022·全国卷Ⅱ)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为( )A.48 kg B.53 kg C.58 kg D.63 kg
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
考向1 碰撞的可能性【典例4】 (多选)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是6 kg·m/s,B球的动量是4 kg·m/s,已知mA=1 kg,mB=2 kg,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是( )A.vA'=3 m/s vB'=3.5 m/s B.vA'=2 m/s vB'=4 m/sC.vA'=5 m/s vB'=2.5 m/s D.vA'=-3 m/s vB'=6.5 m/s
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：验证动量守恒定律
实验八 验证动量守恒定律目标要求 1.理解动量守恒定律成立的条件，会利用不同案例验证动量守恒定律.2.知道在不同实验案例中要测量的物理量，会进行数据处理及误差分析．实验技能储备一、实验原理在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m 1、m 2和碰撞前、后物体的速度v 1、v 2、v 1′、v 2′，算出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前、后动量是否相等．二、实验方案及实验过程案例一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1．实验器材气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 2．实验过程(1)测质量：用天平测出滑块的质量． (2)安装：正确安装好气垫导轨，如图所示．(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前、后的速度． (4)改变条件，重复实验： ①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向． (5)验证：一维碰撞中的动量守恒． 3．数据处理(1)滑块速度的测量：v ＝ΔsΔt ，式中Δs 为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． (2)验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′. 案例二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1．实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等．2．实验过程(1)测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．(2)安装：按照如图甲所示安装实验装置．调整固定斜槽使斜槽底端水平．(3)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下铅垂线所指的位置O.(4)放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．(5)碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤(4)中的高度)自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示.(6)验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中，最后代入m1·OP ＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立．(7)整理：将实验器材放回原处．3．数据处理验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.三、注意事项1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．2．案例提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平．(2)若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．考点一 教材原型实验考向1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒例1 (2022·全国甲卷·23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m 1的滑块A 与质量为m 2的静止滑块B 在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A 和B 的速度大小v 1和v 2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：(1)调节导轨水平；(2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg 和0.304 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________ kg 的滑块作为A ；(3)调节B 的位置，使得A 与B 接触时，A 的左端到左边挡板的距离s 1与B 的右端到右边挡板的距离s 2相等；(4)使A 以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B 碰撞，分别用传感器记录A 和B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t 1和t 2；(5)将B 放回到碰撞前的位置，改变A 的初速度大小，重复步骤(4)．多次测量的结果如下表所示；1 2 3 4 5 t 1/s 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 t 2/s 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 k ＝v 1v 20.31k 20.330.330.33(6)表中的k 2＝________(保留2位有效数字)； (7)v 1v 2的平均值为______(保留2位有效数字)； (8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由v 1v 2判断．若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则v 1v 2的理论表达式为__________________(用m 1和m 2表示)，本实验中其值为________________(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A 与滑块B 在导轨上的碰撞为弹性碰撞． 答案 (2)0.304 (6)0.31 (7)0.32(8)v 1v 2＝m 2－m 12m 10.34 解析 (2)用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选质量为0.304 kg 的滑块作为A .(6)由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得k 2＝v 1v 2＝t 2t 1＝0.210.67＝0.31.(7)v 1v 2的平均值为k ＝0.31＋0.31＋0.33＋0.33＋0.335＝0.32. (8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得m 1v 0＝－m 1v 1＋m 2v 2 12m 1v 02＝12m 1v 12＋12m 2v 22 联立解得v 1v 2＝m 2－m 12m 1，代入数据可得v 1v 2＝0.34.考向2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒例2 (2023·福建省莆田二中模拟)在验证动量守恒定律的实验中，请回答下列问题：(1)实验记录如图乙所示，为测定A 球不碰B 时做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O 点对齐，图乙给出了小球A 落点附近的情况，可得A 的平均落点到O 点的距离应为________cm.(2)小球A 下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________产生误差(填“会”或“不会”)．(3)实验装置如图甲所示，A 球为入射小球，B 球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件正确的是________．A ．入射小球的质量m A 可以小于被碰小球的质量mB B ．实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度C ．入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放D ．斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，且应恰好静止(4)如果碰撞过程中系统机械能也守恒，根据图中各点间的距离，下列式子成立的有________． A ．m A ∶m B ＝ON ∶MPB ．m A ∶m B ＝OP ∶MPC ．m A ∶m B ＝OP ∶(MN －OM )D ．m A ∶m B ＝ON ∶(MN －OM ) 答案 (1)65.50 (2)不会 (3)D (4)AD解析 (1)小球A 落点，应该取多次落点的平均落点，即用尽量小的圆把这些落点圈起来的圆心的位置，由题图乙可得距离应为65.50 cm.(2)在题图甲装置中，只要保证小球A 到达底端的速度相同即可，轨道有无摩擦对实验结果不会产生误差．(3)入射小球的质量m A 不可以小于被碰小球的质量m B ，否则A 球碰后反弹，故A 错误；在实验中不需要小球的下落高度，只要能保证高度相同，即可知道两小球下落时间相同，故B 错误；入射小球每次必从斜槽上的同一位置由静止释放，才能保证每次碰前的速度均相同，故C 错误；斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能保持静止，故D 正确． (4)两球碰撞后，小球做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中做平抛运动的时间t 相等，小球做平抛运动的初速度v A ＝OP t ，v A ′＝OM t ，v B ′＝ONt由动量守恒定律得m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′则m A OP t ＝m A OM t ＋m B ON t ，m A m B ＝ON OP －OM ＝ON MP ，故A 正确，B 错误；由系统机械能守恒得12m A v A 2＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2，代入速度表达式整理得m A (OP 2－OM 2)＝m B ON 2，又由m Am B ＝ONOP －OM，联立解得OP ＋OM ＝ON ，故OM ＝PN ，由几何关系得MN －OM ＝MN －PN ＝MP ，则m A ∶m B ＝ON ∶MP ＝ON ∶(MN －OM )，故D 正确，C 错误．考点二 探索创新实验考向1 实验装置的创新例3 如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：①用天平测出两个小球的质量分别为m 1和m 2；②安装实验装置，将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC 连接在斜槽末端；③先不放小球m 2，让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P ； ④将小球m 2放在斜槽末端B 处，仍让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m 1、m 2在斜面上的落点位置；⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B 的距离．图中M 、P 、N 三点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M 、P 、N 到B 的距离分别为s M 、s P 、s N .依据上述实验步骤，请回答下面问题：(1)两小球的质量m 1、m 2应满足m 1________m 2(填“>”“＝”或“<”)；(2)小球m 1与m 2发生碰撞后，m 1的落点是图中________点，m 2的落点是图中________点； (3)用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式________________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较________与________是否相等即可． 答案 (1)> (2)M N (3)m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N (4)m 1s P m 1s M ＋m 2s N解析 (1)为了防止入射小球碰撞后反弹，一定要保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，故m 1>m 2；(2)碰撞前，小球m 1落在题图中的P 点，由于m 1>m 2，当小球m 1与m 2发生碰撞后，m 1的落点是题图中M 点，m 2的落点是题图中N 点；(3)设碰前小球m 1的水平初速度为v 1，当小球m 1与m 2发生碰撞后，小球m 1落到M 点，设其水平速度为v 1′，m 2落到N 点，设其水平速度为v 2′，斜面BC 与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得s M sin α＝12gt 2，s M cos α＝v 1′t ，联立解得v 1′＝gs M cos 2 α2sin α，同理可得v 2′＝gs N cos 2α2sin α，v 1＝gs P cos 2 α2sin α，因此只要满足m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，即m 1s P ＝m 1s M ＋m2s N.(4)如果小球的碰撞为弹性碰撞，则满足12m1v12＝12m1v1′2＋12m2v2′2代入以上速度表达式可得m1s P＝m1s M＋m2s N故验证m1s P和m1s M＋m2s N相等即可．考向2实验方案的创新例4某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面．当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量m a、m b；C．a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧(与a、b不连接)，静止放置在平台上；D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h 及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量．(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为________ mm.(2)针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论．讨论结果如下：①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b弹开后的动量大小相等，即________＝________(用上述实验所涉及物理量的字母表示)；②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为________(用上述实验所涉及物理量的字母表示)；③改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到x a与1t2的关系图像如图丙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________(用上述实验数据字母表示)．答案 (1)3.80 (2)①m a dt m b sg 2h②m a d 22t 2＋m b s 2g 4h ③d 22kg解析 (1)挡光片的宽度d ＝3 mm ＋16×0.05 mm ＝3.80 mm.(2)①要验证“动量守恒定律”，则应该验证m a v a ＝m b v b ，由滑块a 通过光电门可求v a ＝d t ，由b 球离开平台后做平抛运动，根据h ＝12gt 2，s ＝v b t ，整理可得v b ＝sg2h，因此需验证的表达式为m a dt＝m b sg 2h ；②弹性势能大小为E p ＝12m a v a 2＋12m b v b 2，代入数据整理得E p ＝m a d 22t2＋m b s 2g 4h ；③根据动能定理可得μmgx a ＝12m v a 2，而v a ＝d t ，联立整理得x a ＝d 22μg ·1t 2，故k ＝d 22μg ，可得平台A 点左侧与滑块a 之间的动摩擦因数μ＝d 22kg.课时精练1．(2023·云南省昆明一中高三检测)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量．(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，则直径为________cm ；(2)实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量________(填选项前的字母)，间接地解决这个问题； A ．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平位移D．小球的直径(3)实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B 球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下．记录纸上的O点是铅垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的________点；(4)释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝13.10 cm，OP＝21.90 cm，ON＝26.04 cm.用天平称得入射小球A的质量m1＝16.8 g，被碰小球B的质量m2＝5.6 g．若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整．(结果保留三位有效数字)根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是____________________________；(5)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是________．A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小答案(1)2.14(2)C(3)P N(4)3.66×10－3在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒(5)C解析(1)球的直径d＝21 mm＋4×0.1 mm＝21.4 mm＝2.14 cm.(2)小球离开轨道后做平抛运动，因为小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球抛出的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，所以C 正确．(3)A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度减小，所以碰撞后A球的落地点距离O 点最近，B球的落地点距离O点最远，所以P点是未放B球时A球的落地点，N点是放上B 球后B球的落地点．(4)碰后“总动量”p ′＝m 1OM ＋m 2ON ＝0.016 8×0.131 0 kg·m ＋0.005 6×0.260 4 kg·m ≈3.66×10－3 kg·m则可知碰撞前、后“总动量”近似相等，在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒．(5)入射小球的释放点越高，入射球碰撞前的速度越大，相撞时内力越大，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，C 正确．2．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示．在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以补偿阻力．(1)若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A 为运动起始的第一点，则应选________段来计算A 车的碰前速度，应选________段来计算A 车和B 车碰后的共同速度．(以上两空均选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)(2)已测得小车A 的质量m 1＝0.40 kg ，小车B 的质量m 2＝0.20 kg ，由以上测量结果可得，碰前总动量为______ kg·m/s ；碰后总动量为____ kg·m/s(结果保留小数点后3位)．由上述实验结果得到的结论是：________________________________________________________. 答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417 A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒 解析 (1)小车A 碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择BC 段计算A 碰前的速度；两小车碰后粘在一起仍做匀速直线运动，所以选择DE 段计算A 和B 碰后的共同速度． (2) 碰前小车A 的速度为v 0＝BC t ＝0.105 05×0.02m/s ＝1.050 m/s 则碰前两小车的总动量为p ＝m 1v 0＋0＝0.40×1.050 kg·m/s ＝0.420 kg·m/s 碰后两小车的速度为v ＝DE t ＝0.069 55×0.02m/s ＝0.695 m/s则碰后两小车的总动量为p ′＝(m 1＋m 2)v ＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s ＝0.417 kg·m/s由上述实验结果得到的结论是：A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒．3．(2023·福建福州市模拟)某地中学生助手设计了一个实验演示板做“探究碰撞中的不变量”的实验，主要实验步骤如下：①选用大小为120 cm ×120 cm 的白底板竖直放置，悬挂点为O ，并标上如图所示的高度刻度；②悬挂点两根等长不可伸长的细绳分别系上两个可视为质点的A 摆和B 摆，两摆相对的侧面贴上双面胶，以使两摆撞击时能合二为一，以相同速度一起向上摆；③把A 摆拉到右侧h 1的高度，释放后与静止在平衡位置的B 摆相碰．当A 、B 摆到最高点时读出摆中心对应的高度h 2；回答以下问题：(1)若A 、B 两摆的质量分别为m A 、m B ，则验证动量守恒的表达式为________(用上述物理量字母表示)．(2)把A 摆拉到右侧的高度为0.8 m ，两摆撞击后一起向左摆到的高度为0.2 m ，若满足A 摆质量是B 摆质量的________倍，即可验证系统动量守恒，从而可以得出A 摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的________倍．答案 (1)m A h 1＝(m A ＋m B )h 2(2)1 2解析 (1)由机械能守恒定律可得m A gh 1＝12m A v 12，得碰前速度v 1＝2gh 1，由(m A ＋m B )gh 2＝12(m A ＋m B )v 22，得碰后速度v 2＝2gh 2，根据动量守恒可知需要验证的表达式为m A h 1＝(m A ＋m B )h 2.(2)把数据代入上述验证表达式可得m A ＝m B ，即若满足A 摆的质量是B 摆的质量的1倍，即可验证系统动量守恒；根据动量守恒定律有m A v 1＝(m A ＋m B )v 2，根据能量守恒定律有12m A v 12＝12(m A ＋m B )v 22＋ΔE ，联立解得ΔE ＝14m A v 12，即A 摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的2倍．4．(2023·云南省昆明一中模拟)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与连接打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．实验测得滑块A(包括弹簧片)的质量m1＝0.310 kg，滑块B(包括弹簧片和遮光片)的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm，打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B＝3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．根据图(b)中所标数据，可分析推断出碰撞发生在________间，A滑块碰撞前的速度为________ m/s，B滑块碰撞前的速度为________ m/s, A滑块碰撞后的速度为________ m/s，B 滑块碰撞后的速度为________ m/s.(结果保留三位有效数字)答案EF 2.0000.970 2.86解析由于A滑块与气垫导轨间的摩擦力非常小，所以除了碰撞过程，A滑块运动过程因摩擦力产生的加速度非常小，在相同时间内相邻位移的差值也非常小，根据图(b)中所标数据，可看出只有EF间的位移相比相邻间的位移变化比较明显，故碰撞发生在EF间；A滑块碰撞前的速度为v A＝s FGT ＝4.00×10－20.02m/s＝2.00 m/s, B滑块碰撞前的速度为0，A滑块碰撞后的速度为v A′＝s DET ＝1.94×10－20.02m/s＝0.970 m/s，B滑块碰撞后的速度为v B′＝dΔt B＝1.00×10－23.500×10－3m/s≈2.86 m/s.5．某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.(1)下列说法正确的是________．A．小球a的质量一定要大于小球b的质量B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平(2)本实验必须测量的物理量有________．A．小球的半径rB．小球a、b的质量m1、m2C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式________时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．答案(1)AD(2)BD(3)m1h2＝m1h3＋m2h1解析(1)小球a的质量一定要大于小球b的质量，以防止入射球碰后反弹，选项A正确；弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a球到达桌边时速度相同即可，选项B错误；步骤②③中入射小球a的释放点位置不一定相同，但是步骤③④中入射小球a的释放点位置一定要相同，选项C错误；把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，选项D正确．(2)小球离开桌面右边缘后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间t＝L v0小球的竖直位移h ＝12gt 2 联立解得v 0＝L g 2h碰撞前入射球a 的水平速度v 1＝L g 2h 2碰撞后入射球a 的水平速度v 2＝L g 2h 3碰撞后被碰球b 的水平速度v 3＝Lg 2h 1 如果碰撞过程系统动量守恒，则m 1v 1＝m 1v 2＋m 2v 3 即m 1·Lg 2h 2＝m 1·L g 2h 3＋m 2·L g 2h 1， 整理得m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1 则要测量的物理量是：小球a 、b 的质量m 1、m 2和小球在木板上的压痕P 1、P 2、P 3分别与P 之间的竖直距离h 1、h 2、h 3，故选B 、D. (3)由以上分析可知当满足关系式m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1时，则证明a 、b 两球碰撞过程中动量守恒．。
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第7章第2讲 动量守恒定律及应用
碰撞问题
梳理 必备知识
1.碰撞 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力 很大 的 现象. 2.特点 在碰撞现象中，一般都满足内力 远大于 外力，可认为相互碰撞的系统 动量守恒.
3.分类
弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞
动量是否守恒 守恒 _守__恒__ 守恒
机械能是否守恒 _守__恒__ 有损失
相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…应是系统中各物体 同时性 在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…应是系统中各
物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用 普适性
2.反冲运动的三点说明 作用 反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果 原理 动量 反冲运动中系统不受外力或内力 远大于 外力，所以反冲运动 守恒 遵循动量守恒定律 机械能 反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的 增加 总机械能增加
判断 正误
1.发射炮弹，炮身后退；园林喷灌装置一边喷水一边旋转均属于
考向2 反冲运动
例5 (2023·河南省模拟)发射导弹过程可以简化为：将静止的质量为
M(含燃料)的导弹点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下 喷出质量为m的炽热气体，忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则
喷气结束时导弹获得的速度大小是
A.Mm v0
B.Mm v0
M C.M－m v0
√m
爆炸、反冲运动和人船模型
梳理 必备知识
1.爆炸现象的三个规律 动量 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过 守恒 程中，系统的总动量_守__恒__ 动能 在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为机械能， 增加 所以系统的机械能增加 位置 爆炸的时间极短，因而作用过程中物体产生的位移 很小 ，可 不变 以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动
2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练：动量能量在各类模型中的应用(学生版)
动量能量在各类模型中的应用目录题型一碰撞模型类型1 一动一静的弹性碰撞类型2 弹性碰撞中的“子母球”模型题型二非弹性碰撞中的“动能损失”问题类型1 非弹性小球碰撞中的动能损失类型2 滑块木板模型中的动能损失类型3 滑块-曲面模型中的动能损失问题类型4 小球-弹簧模型中的动能损失问题类型5 带电系统中动能的损失问题类型6 导体棒“追及”过程中的动能损失问题题型三碰撞遵循的规律类型1 碰撞的可能性类型2 碰撞类型的识别题型四 “滑块-弹簧”碰撞模型中的多过程问题题型五 “滑块-斜(曲)面”碰撞模型题型六滑块模型中的多过程题型七子弹打木块模型中的能量动量问题题型八两体爆炸(类爆炸)模型中的能量分配题型九人船模型及其拓展模型的应用题型十悬绳模型题型一:碰撞模型1.类型1一动一静的弹性碰撞．以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例，则有m1v1=m1v1′+m2v2′1 2m1v21=12m1v1′2+12m2v2′2联立解得：v1′=m1-m2m1+m2v1，v2′=2m1m1+m2v1讨论：①若m1=m2，则v1′=0，v2′=v1(速度交换)；②若m1>m2，则v1′>0，v2′>0(碰后两小球沿同一方向运动)；当m1≫m2时，v1′≈v1，v2′≈2v1；③若m1<m2，则v1′<0，v2′>0(碰后两小球沿相反方向运动)；当m1≪m2时，v1′≈-v1，v2′≈0.1(2023春·江西赣州·高三校联考阶段练习)弹玻璃球是小孩子最爱玩的游戏之一，一次游戏中，有大小相同、但质量不同的A、B两玻璃球，质量分别为m A、m B，且m A<m B，小朋友在水平面上将玻璃球A以一定的速度沿直线弹出，与玻璃球B发生正碰，玻璃球B冲上斜面后返回水平面时与玻璃球A速度相等，不计一切摩擦和能量损失，则m A、m B之比为()A.1：2B.1：3C.1：4D.1：52(2023·四川达州·统考二模)如图所示，用不可伸长的轻绳将质量为m1的小球悬挂在O点，绳长L= 0.8m，轻绳处于水平拉直状态。
高三物理第一轮复习 动量 冲量和动量定理
判断2：质量为50kg 的工人，身上系着长为5m的弹性安全带在高空作业，不慎掉下，若从弹性绳开始伸直到工人落到最低点弹性绳伸长了2m，求弹性绳对工人的平均作用力。（g = 10m/s2)
能力·思维·方法
缓拉纸带时，摩擦力虽小些，但作用时间可以很长，故重物获得的冲量，即动量的改变量可以很大，所以能把重物带动；快拉时，摩擦力虽大些，但作用时间很短，故冲量小，所以重物动量的改变量小.因此答案C、D正确.
【例10】某消防队员质量60Kg从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5s.在着地过程中，对他双脚的平均作用力估计为
例4如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，求： （1）重力的冲量； （2）支持力的冲量； （3）合外力的冲量.(g=10m/s2)
【解析】求某个力的冲量时，只有恒力才能用公式I=F·t，而对于变力一般用动量定理求解，此题物体下滑过程中各力均为恒力，所以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解. 由牛顿第二定律F=ma得 下滑的加速度a=g·sin=5m/s2.
能力·思维·方法
【解析】本题问题情景清晰，是一道应用动量定量解释物理现象的好题.为了使得从高处跳下时减少地面对双腿的冲击力，应减少h—跳下前的高度；增大△h—双脚弯曲时重心下移的距离.即不宜笔直跳下，应先蹲下后再跳，着地时应尽可能向下弯曲身体，增大重心下降的距离.实际操作中，还有很多方法可以缓冲地面的作用力.如先使前脚掌触地等.也可同样运用动量定理解释.对本题分析如下：下落2m双脚刚着地时的速度为v= .触地后，速度从v减为0的时间可以认为等于双腿弯曲又使重心下移 △h=0.5m所需时间.在估算过程中，可把地面对他双脚的力简化为一个恒力，故重心下降过程可视为匀减速过程.从而有:
高三物理一轮复习资料【动量定理】
高三物理一轮复习资料【动量定理】[考点分析]1．命题特点：单独考查动量定理时以选择题为主，难度较小，命题点以对动量、冲量概念的理解及动量定理的简单应用为主，但也呈现出与其他知识综合的趋势．2．思想方法：守恒思想、微元法、模型法等．[知能必备]1．动量定理(1)表达式：F Δt ＝m v ′－m v .I ＝p ′－p .(2)力的表达式：F ＝Δp Δt. 2．动量定理的理解和应用(1)公式p ′－p ＝Ft 是矢量式，右边是物体受到所有力的总冲量，而不是某一个力的冲量．其中的F 是研究对象所受的包括重力在内所有外力的合力，它可以是恒力，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)动量定理反映的是合外力的冲量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 合的方向相同．(3)公式p ′－p ＝Ft 说明了两边的因果关系，即合力的冲量是动量变化的原因．[真题再练]1．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解析：D 因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A 错误；有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B 错误；因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C 错误；因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D 正确．2．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为 3km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为() A．1.6×102 kg B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg D．1.6×106 kg解析：B设1 s内喷出气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用力为F，由动量定理Ft＝m v知，m＝Ft v＝4.8×106×1kg＝1.6×103 kg，选项B正确．3×1031．用动量定理解题的基本思路(1)确定研究对象：一般为单个物体．(2)进行受力分析：求每个力的冲量，再求合冲量或先求合力，再求其冲量．(3)分析过程找初、末状态：选取正方向，确定初、末状态的动量和各冲量的正负．(4)列方程：根据动量定理列方程求解．2．对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理．[精选模拟]视角1：动量定理的基本应用1．中国传统文化博大精深，简单的现象揭示了深刻的道理，如水滴石穿．假设从屋檐滴下的水滴质量为0.5 g，屋檐到下方石板的距离为4 m，水滴落到石板上在0.2 s内沿石板平面散开，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则石板受到水滴的冲击力约为() A．0.22 N B．0.27 NC．0.022 N D．0.027 N解析：D由题知，水滴质量为m＝0.5 g，重力加速度为g＝10 m/s2，屋檐高度为h＝4 m，设水滴刚落到石板上时速度为v.水滴从屋檐开始下落到石板上，忽略空气阻力，水滴的机械能守恒，有mgh＝12.水滴从接触石板到速度为零的过程中，取向下为正方向，对2m v水滴由动量定理得(mg－F)t＝0－m v，解得F≈0.027 N，由牛顿第三定律可知，D正确．2．(多选)将一小球从地面以速度v0竖直向上抛出，小球上升到某一高度后又落回到地面．若该过程中空气阻力不能忽略，且大小近似不变，下列说法正确的是() A．重力在上升过程与下降过程中做的功大小相等B．重力在上升过程与下降过程中的冲量相同C．整个过程中空气阻力所做的功等于小球机械能的变化量D．整个过程中空气阻力的冲量等于小球动量的变化量解析：AC根据W＝Gh可知，重力在上升过程与下降过程中做的功大小相等，选项A 正确；上升过程中的加速度a 上＝g ＋f m 大于下降过程中的加速度a 下＝g －f m ，则上升的时间小于下降的时间，即t 上< t 下，根据I ＝Gt 可知，重力在上升过程中的冲量小于下降过程中的冲量，选项B 错误；根据功能关系，整个过程中空气阻力所做的功等于小球机械能的变化量，选项C 正确；整个过程中空气阻力的冲量和重力的冲量之和等于小球动量的变化量，选项D 错误．视角2：动量定理的综合应用3．(多选)静止在粗糙水平面上的物体，在水平力F 的作用下，经过时间t 、通过位移l 后，动量为p 、动能为E k .以下说法正确的是( )A ．若保持水平力F 不变，经过时间2t ，物体的动量等于2pB ．若将水平力增加为原来的两倍，经过时间t ，物体的动量等于2pC ．若保持水平力F 不变，通过位移2l ，物体的动能小于2E kD ．若将水平力增加为原来的两倍，通过位移l ，物体的动能大于2E k解析：AD 根据动量定理I 合＝(F －f )t ＝p ，保持水平力F 不变，经过时间2t ，(F －f )·2t ＝p ′，可知p ′＝2p ，故A 正确；根据动量定理I 合＝(F －f )t ＝p ，若水平力增加为原来的2倍，经过时间t ，则有(2F －f )·t ＝p ′，则p ′＞2p ，故B 错误；根据动能定理(F －f )·l ＝E k ，保持水平力F 不变，通过位移2l ，有(F －f )·2l ＝E k ′，则有E k ′＝2E k ，故C 错误；根据动能定理(F －f )·l ＝E k ，将水平力增加为原来的两倍，通过位移l ，有(2F －f )·l ＝E k ′，则有E k ′＞2E k ，故D 正确．4．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v 0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 ＝v 0S Δt ②由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为ΔmΔt＝ρv0S③(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)v⑤设水对玩具的作用力的大小为F，对冲击玩具的一段水柱为Δm，根据动量定理有(F＋Δmg)Δt＝Δp由于Δt很小，Δmg也很小，可以忽略，即FΔt＝Δp⑥由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F＝Mg⑦联立③④⑤⑥⑦式得h＝v202g －M2g2ρ2v20S2⑧答案：(1)ρv0S(2)v202g－M2g2ρ2v20S2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
动量知识网络:命题分析:“动量及动量守恒定律”是高中物理的重要内容,也是高考出题的热点高考中,重点考查动动量守恒定律的适用条件和动量守恒定律的应用,在高考中,动量常与牛顿运动定律、功和能、电场、磁场、原子核等知识综合命题.复习策略:本章内容包括动量和冲量两个基本概念以及动量定理和动量守恒定律两条基本规律.动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛,是自然界普遍适用的基本规律之一.本章应重点掌握动量和冲量的物理意义,掌握动量定理的内容。
要重点掌握动量守恒的条件,要注意动量的方向性和相对性.在解题时凡需要求速度,符合动量守恒的条件,应考虑对相互作用的系统应用动量守恒定律, 凡涉及碰撞、反冲、爆炸的题目应考虑应用动量守恒定律。
第一专题 冲量、动量 动量定理知识要点：1.冲量I=Ft ：1)矢标性:方向由力的方向决定。
2)作用效果:改变物体动量。
2.动量p=m υ：1）矢标性:方向与物体运动的方向相同。
2）υ为对地速度.3.动量定理：1）表达式: Ft=m υt -m υ0或 Ft=Δp.2）解题步骤:1°根据题意,明确研究对象和研究过程（一般是单个物体）2°对研究对象进行受力分析，并计算各力冲量的矢量和.3°明确研究对象在研究过程始末的动量.4°规定正方向由动量定理列方程求解.三点一法：1.比较动量是否相同，不仅要比较大小，还要看方向是。
例1：对一个质量不变的物体,下列说法正确的是（ACD ）A.物体的动能发生变化,其动量必定变化物理量 规律 典型应用P=m υ 动量定理 Ft=△P问题 、t 问题P 12B.物体的动量发生变化,其动能必定变化C.物体所受的合外力不为零,物体的动量肯定要发生变化,但物体的动能不一定变化D.物体所受的合外力为零时,物体的动量一定不发生变化关键：1）物体所受合力不为零,加速度一定不为零（F=m ɑ）.2）速度的改变有三种可能情形：1°只是速度大小发生变化,方向不变;2°只是速度方向变化而大小不变;3°速度的大小和方向都变。
3)P 与E K 的关系： E K =P 2/2m2.牛顿第二定律的冲量表达式：F=Δp/t 。
例2：甲、乙两物体分别在恒力F 1、F 2的作用下沿同一直线运动,它们的动量随时间变化的关系如图所示.设甲在t 1时间内受到的冲量大小为I 1,乙在t 2时间内受到的冲量大小I 2, 则由图可知( A )A.F 1>F 2, I 1=I 2B.F 1<F 2, I 1=I 2C.F 1=F 2, I 1>I 2D.F 1=F 2, I 1<I 2例3：一单摆摆球质量m=0.2kg,摆长L=0.5m.今将摆球拉离与竖直方向成5°角处由静止释放, 求摆球运动至平衡位置过程中重力的冲量和合力的冲量.(g=1Om/s 2)（0.039N.s ）讨论：如何计算拉力的冲量？ 分析：∵P I I I T G ∆=+=总据平行四边形定则有，I G 和I T 为平行四边形的临边，Δp 为对角线。
三点一法：1.对动量定理的理解和作用1)动量定理反映了冲量的作用效果：使物体动量发生变化（并非产生动量).2)动量定理是适用于任何外力作用的过程定理。
(普适定理)例4：一高空作业的工人体重为600N,系一条长为L=5m 的安全带,若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=ls,则安全带受的冲力是多大?(g 取10m/s 2)方法一：过程的隔离法方法二：过程的整体法（1）所有外力作用时间相等时：I 总=F 合t（2）外力作用时间不相等时：I 总=F 1t 1+ F 2t 2+ 注意：（1）是否考虑重力？（2）是否设定了矢量的正方向。
（3）问题的研究对象是谁？ 1）合力的冲量 I 合=F 合t 恒力曲线I 合=Δp 变力直线I 合= I 1+I 2+I 3+ 各力作用时间不同2）变力的冲量： I 1+I 2+I 3+ =Δp 直线运动 3.冲量的计算思考:缓冲过程中,人受到平均冲力多大? 它等于安全带给人的平均冲力吗?训练1：(1996年全国)质量为1.Okg 的小球从高20m 处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.Om.小球与软垫接触的时间是1.Os,在接触的时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计,g取10m/s 2)( C )A.10N.sB.2ON ·sC.3ON ·sD.4ON ·s法一：隔离反弹过程。
法二：全过程整体法 mg(t 1+t 3)-It 2=0训练2：(2002年理综)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.Om 高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s,若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(取g=1Om/s 2) （1500N ）2.用动量定理解释现象：1）ΔP 一定时:F=ΔP/t ∝1/t2） F 一定时:ΔP=Ft ∝t(分析问题时,要把哪个量一定哪个量变化搞清楚)例5：玻璃杯从同一高度自由落下,掉落到硬质水泥地板易碎,掉落到松软地毯上不易碎.这是由于玻璃杯掉到松软地毯上(C )A.所受合外力的冲量小B.动量的变化量小C.动量的变化率小D.地毯对杯子的作用力小于杯子对地毯的作用力训练3：百米跑运动员在起跑阶段,猛力蹬击踏板,在短时间内完成加速过程,获得很大的起跑速度,起跑的好坏直接影响着比赛成绩,试分析其中包含的物理道理.解析:这是一道考查应用理论知识解决实际问题能力的题目,可先假定t 相同,讨论力 F 与υ的关系; 或假定υ定,讨论F 与t 的关系.(1) 起跑时间t 相同,则爆发力越大,获得的冲量越大,起跑的速度υ也越大;(2) 要获得某一起跑速度υ,则爆发力F 越大,完成加速的时间t 就越短. 思考:在躺着的人身上放一块较大的石板,用大锤快速打击石块,只要石板不碎,人就不会受到伤害,这是为什么?3.系统的动量定理:F 合t=ΔP A +ΔP B例6：如图所示,在光滑的水平面上用细线将质量分别2.Okg 和4.0kg 的A 、B 两小球连在一起,沿连线方向突然给球A 一个5ON ·s 的瞬时冲量,导致细线断裂,已知细线断裂时A 球的速度为10m/s, 求B 球的速度为多大 ?(7.5 m/s)训练4：质量为M 的金属块和质量为m 的木块通过细线系在一起,从静止开始以加速度α在水中下沉,经过时间t 细线断了,金属块和木块分开,再经过时间t ′木块停止下沉,此时金属块的速度多大?(设此时金属块还没有碰到水底面)解析:金属块和木块在细线未断情况下做匀加速运动说明系统所受的合外力(两块重力和浮力的合力)不变.线断后的受力情况仍未变,且系统内物体运动时间为已知量,因此可考虑对系统应用动量定理.选金属块和木块组成系统为对象, 取向下为正方向，在全过程中：合外力大小不变 F=(M+m)α作用时间 t+t′系统内物体的动量增量ΔP=ΔP1+ΔP2=Mυ+mυˊ=Mυ+O=Mυ由动量定理得 (M+m)α(t +tˊ)= Mυυ=(M+m)α(t +tˊ)/M思考：如果金属块和木块初状态以速度υ0匀速运动，情况又怎样？评注:动量定理不仅对单个质点成立,对系统也同样适用,只不过系统的内力不予考虑.因只有系统的外力才是引起系统动量变化的原因.而本题是动量定理与牛顿第二定律及运动学知识相结合的综合题,难度较大,但求解时巧妙的利用了整体法,将问题变得容易多了.3.动量定理在打击、碰撞、爆炸等问题中的应用1)碰撞、打击、爆炸的特点：1°时间短； 2°作用力大，是变力2)用F=mα不易解决,但用I=ΔP能较容易地处理。
（涉及到速度的变化和平均冲力等问题）例7：据报道,一辆轿车高速强行超车时,与迎面弛来的另一辆轿车相撞.两车身因碰撞挤压,皆缩短了约0.5m,据测算相撞时两车速均约109km/h,试求碰撞过程中车内质量是60kg的人受到平均冲击力约为多少?(运算过程及结果均保留两位有效数字)解析:两车相碰时认为人随车一起做匀减速运动直到停止,此过程位移为0.5m设人随车做匀减运动的运如时间为t,已知υ0=3Om/s根据S=υ0t/2得 t=2s/t=1/30s根据动量定理有 -Ft=0-mυ0解得 F=5.4×104N训练5：科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船,设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆面积为S,反射率100%,设太阳光垂直射到太阳帆上,飞船总质量m,求飞船加速度的表达式.(光子动量 p=h/λ,h为谱朗克常量)解析：每个光子照射到帆面后动量变化量为：ΔP=2h/λ (光子等速反弹)光子对帆面的作用力 F=2nSh/λ飞船的加速度α=F/m=2nSh/λm训练6：(2003年武汉)发生在2001年9·ll恐怖事件中,世贸中心双子楼,被一架飞机“轻松”地摧毁,而双子楼却先后坍塌.世贸的楼体是个钢架结构,两座楼的中间是个方柱子,一直从地下延伸到空中,每个层面有网络式的横条,鼠笼式结构可以从钢度、强度上抗击8级地震,12级台风,7500t 的力,飞机充其量可把世贸的表皮撞破,不会伤害大楼筋骨,专家推断,筋骨的破坏是由于钢结构在燃料燃烧中软化造成的,试根据下列数据证实上面的观点。
波音767飞机整体重150t,机身长150m,当时低空飞行的巡航速度在500～600km/h,视为15Om/s,从电视画面看飞机没有穿透大楼,大楼宽不超过100m,飞机在楼内大约运行50m.解析：假设飞机在楼内匀减速为零，则S=υ平t150t/2得 t=2S/150=2/3s由动量定理知 -Ft=0-m υ0解得 F=3.375×107N即飞机撞击大楼的力为3375t ，即使按飞机在楼内匀速计算，撞击力也不会达到7500t ，可见，上述推断是正确的。
训练7：如图所示,一个质量m=3kg 的物体静止在光滑的水平面上, 受到与水平方向成 60°角的力F 作用,F=9N,经2s 时间,求:(1)物体重力冲量大小;(2)力F 的冲量大小;(3)物体动量的变化量.补充：求各个力的功。
评注:(1)求解一个力的冲量依据I=Ft,只考虑力和其作用时间两个因素,与该冲量作用的效果无关.而动量的变化量,可以通过合力的冲量来表示,特别对变力或曲线运动显得尤为方便.(2)求动量变化,既可以利用定义式ΔP=m υt -m υ0求 解;也可以利用动量定理ΔP=F 合t 求解.特别是恒力作用下的曲线运动,利用动量定理比利用定义式方使得多.练习8：(北京海淀区试题)离子发动机是一种新型空间发动机,它能给卫星轨道纠偏或调整姿态提供动力.其中有一种离子发动机是让电极发射的电子撞击氙原子,使之电离,产生的氙离子经加速电场加速后从尾喷管喷出,从而使卫星获得反冲力,这种发动机通过改变单位时间内喷出离子的数目和速率,能准确获得所需的纠偏动力.假设卫星(连同离子发动机)总质量为M,每个氙离子的质量为m,电量为q,加速电压为U,设卫星原处于静止状态,若要使卫星在离子发动机起动的初始阶段能获得大小为F 的动力,则发动机单位时间内应喷出多少氨离子?此时发动机发射离子的功率为多大?解析：设离子喷出尾喷管时的速度为υ，单位时间内喷出n 个离子,则Δt 时间内喷出离子数为 n Δt由动量定理有 F=ΔP/Δt= n Δtm υ/Δt=nm υ发射离子过程，卫星和发出的离子系统动量守恒。