第六章動(dòng)量第六章動(dòng)量 2014高考導(dǎo)航高考導(dǎo)航考綱展示考綱展示熱點(diǎn)視角熱點(diǎn)視角1.動(dòng)量沖量動(dòng)量動(dòng)量沖量動(dòng)量定理定理2.動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律3.動(dòng)量知識(shí)和機(jī)械能動(dòng)量知識(shí)和機(jī)械能知識(shí)的應(yīng)用知識(shí)的應(yīng)用(包包括括 碰碰撞撞、反沖、火箭、反沖、火箭)4.實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律守恒定律說(shuō)明：動(dòng)量定理和動(dòng)說(shuō)明：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用只量守恒定律的應(yīng)用只限于一維的情況限于一維的情況1.高考對(duì)本章的考查重點(diǎn)是動(dòng)量定理和高考對(duì)本章的考查重點(diǎn)是動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，尤其是動(dòng)量與能動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，尤其是動(dòng)量與能量的綜合問(wèn)題更是考查的熱點(diǎn)，而且往量的綜合問(wèn)題更是考查的熱點(diǎn)，而且往往出現(xiàn)在壓軸題中往出現(xiàn)在壓軸題中2.以生產(chǎn)、生活、科技等內(nèi)容為以生產(chǎn)、生活、科技等內(nèi)容為背景背景,如如碰撞、反沖碰撞、反沖(爆炸爆炸)、火箭，特別是以微、火箭，特別是以微觀粒子的碰撞、反沖來(lái)命題考查，出現(xiàn)觀粒子的碰撞、反沖來(lái)命題考查，出現(xiàn)頻率較高頻率較高3.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律是本章高考的另一驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律是本章高考的另一熱熱點(diǎn)點(diǎn),且且有考查不同實(shí)驗(yàn)方案的趨有考查不同實(shí)驗(yàn)方案的趨勢(shì)勢(shì).第一節(jié)沖量動(dòng)量動(dòng)量定理第一節(jié)沖量動(dòng)量動(dòng)量定理本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引自學(xué)導(dǎo)引要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析直擊高考直擊高考考點(diǎn)探究考點(diǎn)探究講練互動(dòng)講練互動(dòng)知能演練知能演練輕巧奪冠輕巧奪冠技法提煉技法提煉思維升華思維升華基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引自學(xué)導(dǎo)引一、沖量一、沖量1定義：定義：力力F和力的和力的_的乘積的乘積Ft叫做力的沖量叫做力的沖量.2表達(dá)式：表達(dá)式：IFt.3矢量性：矢量性：沖量是矢量，它的方向由沖量是矢量，它的方向由_的方向決定的方向決定4物理意義：物理意義：表示力對(duì)表示力對(duì)_的積累的積累5作用效果：作用效果：使物體的使物體的_發(fā)生變化發(fā)生變化二、動(dòng)量二、動(dòng)量1定義：定義：物體的物體的_與與_的乘積的乘積mv叫做動(dòng)量叫做動(dòng)量.2表達(dá)式：表達(dá)式：p_.作用時(shí)間作用時(shí)間t力力時(shí)間時(shí)間動(dòng)量動(dòng)量質(zhì)量質(zhì)量m速度速度vmv瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度時(shí)刻時(shí)刻地面地面沖量沖量動(dòng)量動(dòng)量沖量沖量要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析直擊高考直擊高考一、對(duì)沖量的理解與計(jì)算一、對(duì)沖量的理解與計(jì)算1對(duì)沖量的理解對(duì)沖量的理解(1)時(shí)間性：沖量是力在時(shí)間上的積累，討論沖量一定要明確時(shí)間性：沖量是力在時(shí)間上的積累，討論沖量一定要明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間上的沖量，即沖量是過(guò)程量是哪個(gè)力在哪段時(shí)間上的沖量，即沖量是過(guò)程量(2)矢量性：當(dāng)力矢量性：當(dāng)力F為恒力時(shí)，為恒力時(shí)，I的方向與力的方向與力F的方向相同；當(dāng)力的方向相同；當(dāng)力F為變力時(shí)，為變力時(shí)，I的方向由動(dòng)量變化的方向確定的方向由動(dòng)量變化的方向確定(3)絕對(duì)性：只要有力的作用就存在沖量，恒定作用力的沖量絕對(duì)性：只要有力的作用就存在沖量，恒定作用力的沖量不會(huì)為零，合力的沖量可能為零，變力的沖量也可能為零不會(huì)為零，合力的沖量可能為零，變力的沖量也可能為零2沖量的計(jì)算沖量的計(jì)算(1)恒力的沖量：直接用定義式恒力的沖量：直接用定義式IFt計(jì)算計(jì)算(2)變力的沖量變力的沖量方向不變的變力的沖量若力的方向不變的變力的沖量若力的特別提醒：特別提醒：力與時(shí)間均與參考系無(wú)關(guān)，只要有力作用在物體力與時(shí)間均與參考系無(wú)關(guān)，只要有力作用在物體上，就一定存在沖量，即恒定作用力的沖量不會(huì)為零，但是上，就一定存在沖量，即恒定作用力的沖量不會(huì)為零，但是合外力的沖量可能為零，變力的沖量也可能為零合外力的沖量可能為零，變力的沖量也可能為零.即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 1(2013豐臺(tái)區(qū)模擬豐臺(tái)區(qū)模擬)質(zhì)量為質(zhì)量為m的物塊以初速度的物塊以初速度v0從從光滑斜面底端向上滑行，到達(dá)最高位置后再沿斜面下滑到底光滑斜面底端向上滑行，到達(dá)最高位置后再沿斜面下滑到底端，則物塊在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中端，則物塊在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A上滑過(guò)程與下滑過(guò)程中物塊所受重力的沖量相等上滑過(guò)程與下滑過(guò)程中物塊所受重力的沖量相等B整個(gè)過(guò)程中物塊所受彈力的沖量為零整個(gè)過(guò)程中物塊所受彈力的沖量為零C整個(gè)過(guò)程中物塊的合外力沖量為零整個(gè)過(guò)程中物塊的合外力沖量為零D整個(gè)過(guò)程中物塊的合外力沖量大小為整個(gè)過(guò)程中物塊的合外力沖量大小為2mv0答案：答案：AD二、動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量變化的比較二、動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量變化的比較即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 2一個(gè)質(zhì)量不變的物體一個(gè)質(zhì)量不變的物體,動(dòng)量變化的大小為動(dòng)量變化的大小為5 kgm/s,這說(shuō)明這說(shuō)明()A物體的動(dòng)量在減小物體的動(dòng)量在減小B物體的動(dòng)量在增大物體的動(dòng)量在增大C物體的動(dòng)量大小可能不變物體的動(dòng)量大小可能不變D物體的動(dòng)能可能不變物體的動(dòng)能可能不變解析：選解析：選CD.動(dòng)量是矢量，動(dòng)量變化了動(dòng)量是矢量，動(dòng)量變化了5 kgm/s，物體動(dòng)量的，物體動(dòng)量的大小可能在增加，也可能在減小，還可能不變?nèi)缥矬w以大小大小可能在增加，也可能在減小，還可能不變?nèi)缥矬w以大小為為5 kgm/s的動(dòng)量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)量大小保持不的動(dòng)量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)量大小保持不變，當(dāng)末動(dòng)量方向與初動(dòng)量方向間的夾角為變，當(dāng)末動(dòng)量方向與初動(dòng)量方向間的夾角為60時(shí)，物體的動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)量變化的大小為量變化的大小為5 kgm/s，而動(dòng)能未變，故，而動(dòng)能未變，故C、D正確正確三、動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用三、動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用1動(dòng)量定理的理解動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理表達(dá)了合外力的沖量和物體動(dòng)量變化的關(guān)系動(dòng)量定理表達(dá)了合外力的沖量和物體動(dòng)量變化的關(guān)系I合合p是一個(gè)矢量式，即是一個(gè)矢量式，即I合合與與p大小相等大小相等I合合與與p方向相同方向相同(2)I合合表示物體受到的所有力的總沖量各力的作用時(shí)間可以表示物體受到的所有力的總沖量各力的作用時(shí)間可以相同，也可以不同相同，也可以不同若各力作用時(shí)間相同，且都是恒力，則若各力作用時(shí)間相同，且都是恒力，則I合合F合合t.若各力作用時(shí)間不同，則若各力作用時(shí)間不同，則I合合F1t1F2t2即求出各外力即求出各外力在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的沖量，然后求出它們的矢量和在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的沖量，然后求出它們的矢量和(3)系統(tǒng)物體之間的內(nèi)力系統(tǒng)物體之間的內(nèi)力,即相互作用力不會(huì)改變系統(tǒng)的總動(dòng)量即相互作用力不會(huì)改變系統(tǒng)的總動(dòng)量.2動(dòng)量定理的應(yīng)用動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)確定研究對(duì)象在中學(xué)階段用動(dòng)量定理討論的問(wèn)題，其研確定研究對(duì)象在中學(xué)階段用動(dòng)量定理討論的問(wèn)題，其研究對(duì)象一般僅限于單個(gè)物體究對(duì)象一般僅限于單個(gè)物體(2)對(duì)物體進(jìn)行受力分析可以先求每個(gè)力的沖量，再求各力對(duì)物體進(jìn)行受力分析可以先求每個(gè)力的沖量，再求各力沖量的矢量和沖量的矢量和合力的沖量；或先求合力，再求其沖量合力的沖量；或先求合力，再求其沖量(3)選好正方向，確定過(guò)程的初末狀態(tài)，確定各動(dòng)量和沖量的選好正方向，確定過(guò)程的初末狀態(tài)，確定各動(dòng)量和沖量的正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)(4)根據(jù)動(dòng)量定理列方程如有必要，還需要補(bǔ)充其他方程式，根據(jù)動(dòng)量定理列方程如有必要，還需要補(bǔ)充其他方程式，最后代入數(shù)據(jù)求解最后代入數(shù)據(jù)求解特別提醒：特別提醒：在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，不涉及加速度和位移的情況下，在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，不涉及加速度和位移的情況下，用動(dòng)量定理求解一般比較簡(jiǎn)便用動(dòng)量定理求解一般比較簡(jiǎn)便.即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 3如圖所示，運(yùn)動(dòng)員揮拍將質(zhì)量為如圖所示，運(yùn)動(dòng)員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出的網(wǎng)球擊出。如果網(wǎng)球被拍子擊打前、后瞬間速度的大小分別為如果網(wǎng)球被拍子擊打前、后瞬間速度的大小分別為v1、v2，v1與與v2方向相反，且方向相反，且v2v1.重力影響可忽略，則此過(guò)程中拍子對(duì)重力影響可忽略，則此過(guò)程中拍子對(duì)網(wǎng)球作用力的沖量網(wǎng)球作用力的沖量()A大小為大小為m(v2v1)，方向與，方向與v1方向相同方向相同B大小為大小為m(v2v1)，方向與，方向與v1方向相同方向相同C大小為大小為m(v2v1)，方向與，方向與v2方向相同方向相同D大小為大小為m(v2v1)，方向與，方向與v2方向相同方向相同解析：選解析：選C.取網(wǎng)球?yàn)檠芯繉?duì)象，選取取網(wǎng)球?yàn)檠芯繉?duì)象，選取v2的方向?yàn)檎较?，在擊的方向?yàn)檎较?，在擊球過(guò)程中球過(guò)程中,網(wǎng)球動(dòng)量的變化為網(wǎng)球動(dòng)量的變化為pmv2(mv1)m(v1v2)，結(jié)果為一正值，則表明動(dòng)量變化的方向和結(jié)果為一正值，則表明動(dòng)量變化的方向和v2的方向相同，再根的方向相同，再根據(jù)動(dòng)量定理可知拍子對(duì)網(wǎng)球作用力的方向也跟據(jù)動(dòng)量定理可知拍子對(duì)網(wǎng)球作用力的方向也跟v2的方向相同的方向相同.考點(diǎn)探究考點(diǎn)探究講練互動(dòng)講練互動(dòng)例例1考點(diǎn)考點(diǎn)1求變力的沖量求變力的沖量用電鉆給建筑物鉆孔時(shí)，鉆頭所受的阻力與深度成正用電鉆給建筑物鉆孔時(shí)，鉆頭所受的阻力與深度成正比，若鉆頭勻速鉆進(jìn)時(shí)第比，若鉆頭勻速鉆進(jìn)時(shí)第1秒內(nèi)阻力的沖量為秒內(nèi)阻力的沖量為100 Ns，求，求5秒秒內(nèi)阻力的沖量大小內(nèi)阻力的沖量大小【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】由于鉆頭所受阻力與深度成正比，所以可以由于鉆頭所受阻力與深度成正比，所以可以采用平均值法求解采用平均值法求解【解析】法一【解析】法一(平均值法平均值法)：鉆頭所受的阻力與深度成正：鉆頭所受的阻力與深度成正比，而鉆頭又是勻速鉆進(jìn)，即深度與時(shí)間成正比，因此阻力比，而鉆頭又是勻速鉆進(jìn)，即深度與時(shí)間成正比，因此阻力與時(shí)間成正比，可以用平均值來(lái)求變力的沖量與時(shí)間成正比，可以用平均值來(lái)求變力的沖量設(shè)阻力與時(shí)間的比例常數(shù)為設(shè)阻力與時(shí)間的比例常數(shù)為k，則，則F阻阻kt，【答案】【答案】2500 Ns例例2考點(diǎn)考點(diǎn)2用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以速度速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點(diǎn)若以點(diǎn)若以2v速度抽出紙速度抽出紙條，則鐵塊落地點(diǎn)為條，則鐵塊落地點(diǎn)為()A仍在仍在P點(diǎn)點(diǎn)B在在P點(diǎn)左邊點(diǎn)左邊C在在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處D在在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處【解析】紙條抽出的過(guò)程，鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力一定，以【解析】紙條抽出的過(guò)程，鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力一定，以v的速度抽出紙條，鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng)，由的速度抽出紙條，鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng)，由IFftmv0得鐵塊獲得速度較大，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大得鐵塊獲得速度較大，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大.以以2v的速度抽出紙條的過(guò)程的速度抽出紙條的過(guò)程,鐵塊受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較短鐵塊受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較短,鐵塊獲得速度較小，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移小，故鐵塊獲得速度較小，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移小，故B選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確【答案】【答案】B【名師歸納】【名師歸納】用動(dòng)量定理解釋的現(xiàn)象一般可分為兩類(lèi)：用動(dòng)量定理解釋的現(xiàn)象一般可分為兩類(lèi)：(1)物體的動(dòng)量變化一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越短，力就越大；物體的動(dòng)量變化一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小(2)作用力一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越長(zhǎng)作用力一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越長(zhǎng),動(dòng)量變化越大動(dòng)量變化越大;力的作力的作用時(shí)間越短，動(dòng)量變化越小分析問(wèn)題時(shí)用時(shí)間越短，動(dòng)量變化越小分析問(wèn)題時(shí),要把哪個(gè)量一定要把哪個(gè)量一定,哪哪個(gè)量變化搞清楚個(gè)量變化搞清楚考點(diǎn)考點(diǎn)3用動(dòng)量定理求平均沖力用動(dòng)量定理求平均沖力如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m2 kg的物體，在水平力的物體，在水平力F16 N的作用下，由靜止開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)已知物體與水平的作用下，由靜止開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，若，若F作作用用t12 s后撤去，撤去后撤去，撤去F后又經(jīng)后又經(jīng)t22 s,物體與豎直墻壁相碰，物體與豎直墻壁相碰，若物體與墻壁作用時(shí)間若物體與墻壁作用時(shí)間t30.1 s，碰，碰撞后反向彈回的速度撞后反向彈回的速度v6 m/s，求墻壁對(duì)物體的平均作用力的大求墻壁對(duì)物體的平均作用力的大小小(g取取10 m/s2)【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】題目中有三個(gè)過(guò)程，分別是題目中有三個(gè)過(guò)程，分別是F作用下，作用下，F(xiàn)撤去撤去后，碰撞，求墻壁對(duì)物體的作用力，可只對(duì)碰撞過(guò)程應(yīng)用動(dòng)后，碰撞，求墻壁對(duì)物體的作用力，可只對(duì)碰撞過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理，也可對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理量定理，也可對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理例例3【答案】【答案】280 N跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練 據(jù)報(bào)道，一輛轎車(chē)高速?gòu)?qiáng)行超車(chē)時(shí)，與迎面馳來(lái)的據(jù)報(bào)道，一輛轎車(chē)高速?gòu)?qiáng)行超車(chē)時(shí)，與迎面馳來(lái)的另一輛轎車(chē)相撞兩車(chē)身因碰撞擠壓另一輛轎車(chē)相撞兩車(chē)身因碰撞擠壓,皆縮短了約皆縮短了約0.5 m，根據(jù)，根據(jù)測(cè)算相撞時(shí)兩車(chē)車(chē)速約為測(cè)算相撞時(shí)兩車(chē)車(chē)速約為109 km/h,試求碰撞過(guò)程中車(chē)內(nèi)質(zhì)量試求碰撞過(guò)程中車(chē)內(nèi)質(zhì)量是是60 kg的人受到的平均沖擊力約為多大？的人受到的平均沖擊力約為多大？(運(yùn)算過(guò)程及結(jié)果均運(yùn)算過(guò)程及結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)答案：答案：5.4104 N技法提煉技法提煉思維升華思維升華思維建模思維建模“流體流體”模型模型【范例】【范例】(8分分)高壓采煤水槍出水口的高壓采煤水槍出水口的截面積為截面積為S，水的射速，水的射速為為v，射到煤層上后，射到煤層上后，水速度為零水速度為零，若水的，若水的密度為密度為，求水對(duì)煤層的求水對(duì)煤層的沖力大小沖力大小.尋規(guī)探法尋規(guī)探法批注批注：由射速：由射速v能求出能求出t時(shí)間內(nèi)水柱的長(zhǎng)度時(shí)間內(nèi)水柱的長(zhǎng)度lvt，再由截，再由截面積面積S即可求出即可求出t時(shí)間內(nèi)水的體積時(shí)間內(nèi)水的體積VlSvt S；批注批注：知道末速度為：知道末速度為0，可求末動(dòng)量，進(jìn)而能求動(dòng)量變化；，可求末動(dòng)量，進(jìn)而能求動(dòng)量變化；批注批注：又知道密度就能求：又知道密度就能求t時(shí)間內(nèi)水的質(zhì)量時(shí)間內(nèi)水的質(zhì)量m；批注批注：由動(dòng)量定理即可求沖力大?。河蓜?dòng)量定理即可求沖力大小【答題模板】【答題模板】設(shè)在設(shè)在t時(shí)間內(nèi)射出的水的質(zhì)量為時(shí)間內(nèi)射出的水的質(zhì)量為m，則，則mSvt，以，以m為研究對(duì)象，它在為研究對(duì)象，它在t內(nèi)動(dòng)量變化為內(nèi)動(dòng)量變化為pm(0v)Sv2t(4分分)設(shè)設(shè)F為水對(duì)煤層的沖力，為水對(duì)煤層的沖力，F(xiàn)為煤層對(duì)水的反沖力，以為煤層對(duì)水的反沖力，以F的的方向?yàn)檎较蚋鶕?jù)動(dòng)量定理方向?yàn)檎较蚋鶕?jù)動(dòng)量定理(忽略水的重力忽略水的重力)有有FtSv2t，所以，所以FSv2(3分分)根據(jù)牛頓第三定律得根據(jù)牛頓第三定律得FFSv2.(1分分)【答案】【答案】Sv2【建模感悟】【建模感悟】處理流體類(lèi)問(wèn)題時(shí)，一般要假設(shè)一段時(shí)間處理流體類(lèi)問(wèn)題時(shí)，一般要假設(shè)一段時(shí)間t內(nèi)內(nèi)流出的水柱，其長(zhǎng)度為流出的水柱，其長(zhǎng)度為vt，水柱底面積為，水柱底面積為S，得水柱體積，得水柱體積VSvt，故水柱質(zhì)量為，故水柱質(zhì)量為mVSvt，再對(duì)質(zhì)量為，再對(duì)質(zhì)量為m的水柱的水柱應(yīng)用動(dòng)量定理求解應(yīng)用動(dòng)量定理求解.