人教高中物理专题06 动量定理和动量守恒定律（精讲）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题06 动量定理和动量守恒定律（精讲）
精讲考点
精讲内容
考点1
动量定理的综合性应用
考点2
用动量定理解决流体类和微粒类“柱状模型”问题
考点3
应用动量守恒定律处理碰撞问题
考点4
应用动量守恒定律处理类碰撞问题
考点5
应用力学三大观点处理物理问题
【知识体系构建】
【典例方法突破】
动量定理的综合性应用
【例1】（2022年辽宁鞍山联考）一质量为1kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a－t图像如图所示，t=0时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则（　　）
A．t=3s时，水平拉力F的大小为3N
B．在0~6 s内，合力对物体做的功为200J
C．在0~6 s内，合力对物体的冲量为36N·s
D．t=6s时，拉力F的功率为120W
【答案】D
【详解】A．根据图乙可知，在t=3s时，物体的加速度根据牛顿第二定律有解得，A错误；
B．根据图乙可知，图像与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量，则在0~6 s内有
解得在0~6 s内，根据动能定理有解得，B错误；
C．在0~6 s内，根据动量定理有解得，C错误；
D．在t=6s时， 根据牛顿第二定律有解得此时拉力的功率为，D正确。
故选D。
【例2】（2022年湖南常德模拟）如图所示，水平面内固定有两根平行光滑金属导轨MN和PQ，间距为L，电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻阻值为R 。在导轨上有一质量为m的均匀金属棒，长度为，阻值为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，并保持良好接触，时刻在平行于轨道的水平恒力F作用下，金属棒从静止开始向右运动，经过时间，速度达到最大，设金属导轨足够长。下列说法正确的是（　　）
A．金属棒先做加速度减小的加速运动直到最后做匀速运动
B．金属棒运动的最大速度为
C．时间内流过电阻R的总电荷量为
D．时间内金属棒运动的总位移为
【答案】AD
【详解】A．金属棒在恒力的作用下向右运动，切割磁感线产生感应电流，受向左的安培力。由题可知金属棒接入电路的阻值为，由牛顿第二定律有可知随着的增大，安培力变大，减小，直到安培力等于水平恒力F开始做匀速运动，故全属棒先做加速度减小的加速运动直到最后做匀速运动，故A正确；
B．匀速运动时速度达到最大值，由以上解析可知此时解得故B错误；
C．根据动量定理和电流的定义有；解得故C错误；
D．根据动量定理金属棒运动的位移为解得
故D正确。故选AD。
【例3】（2021年辽重庆卷）我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次，他在头盔中装入质量为的物体（物体与头盔密切接触），使其从的高处自由落下（如图），并与水平地面发生碰撞，头盔厚度被挤压了时，物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力，且视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）头盔接触地面前瞬间的速度大小；
（2）物体做匀减速直线运动的时间；
（3）物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由自由落体运动规律，带入数据解得
（2）由匀变速直线运动规律解得
（3）由动量定理得解得
【方法规律归纳】
1.动量定理的理解
(1)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)。
(2)动量定理给出了冲量和动量变化间的相互关系。
(3)现代物理学把力定义为物体动量的变化率:F=ΔpΔt(牛顿第二定律的动量形式)。
(4)动量定理的表达式F·Δt=Δp是矢量式,在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正方向。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。
(5)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.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。
3.动量定理的应用技巧
(1)应用I=Δ