2026高考物理07　大单元二　微专题7　动量定理与动量守恒定律

微专题7动量定理与动量守恒定律动量定理[例1](2025·甘肃卷)如图1所示，细杆两端固定，质量为m的物块穿在细杆上。初始时刻，物块刚好能静止在细杆上。现以水平向左的力F作用在物块上，F随时间t的变化如图2所示。开始滑动瞬间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。细杆足够长，重力加速度为g，θ＝30°。求：(1)t＝6s时F的大小，以及t在0～6s内F的冲量大小。(2)t在0～6s内，摩擦力f随时间t变化的关系式，并作出相应的f-t图像。(3)t＝6s时，物块的速度大小。[听课记录]规律方法：1．冲量的三种计算方法(1)公式法：I＝Ft，适用于求恒力的冲量。(2)动量定理法：I＝p′－p，多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可求变力的冲量。若F-t呈线性关系，也可直接用平均力求变力的冲量。2．用动量定理的解题思路[针对训练1](2025·山西·三模)(多选)研究运动员竖直跳跃时，脚下的传感器记录了运动员与传感器间作用力的大小随时间的变化。如图所示，1.0s时运动员开始起跳，3.1s时恰好静止于传感器上。将运动员视为质点，不考虑空气阻力，取g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．刚离开传感器时，运动员的速度大小为3m/sB．起跳过程中，传感器对运动员的冲量为240N·sC．2.5～3.1s时间内，传感器对运动员平均作用力的大小约为1200ND．1.0～1.9s与2.5～3.1s时间内，运动员所受合力的冲量不同[针对训练2](2025·北京卷节选)关于飞机的运动，研究下列问题。(1)质量为m的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动，当位移为x时速度为v。在此过程中，飞机受到的平均阻力为f，求牵引力对飞机做的功W。(2)无风时，飞机以速率u水平向前匀速飞行，相当于气流以速率u相对飞机向后运动。气流掠过飞机机翼，方向改变，沿机翼向后下方运动，如图所示。请建立合理的物理模型，论证气流对机翼竖直向上的作用力大小F与u的关系满足F∝uα，并确定α的值。动量守恒定律[例2](2025·四川凉山·三模)(多选)如图所示，小车静止在光滑水平面上，站在车上的人以对车相同的位置和速度，将右边筐中相同的球一个一个地投入左边的筐中。假设球入筐的位置相同且入筐后即静止，忽略空气阻力，则在投球过程中()A．小车始终未动B．人、车和球组成的系统动量守恒C．每个球在空中运动期间小车将向右移动相同距离D．球全部落入左筐后，小车将静止不动[听课记录]规律方法：1．动量守恒定律的三种表达形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。(2)Δp1＝－Δp2。(3)Δp＝0。2．爆炸与反冲的三个特点(1)时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒或某个方向的动量守恒。(2)因有内能转化为机械能，系统机械能会增加，要利用能量守恒定律解题。(3)若系统初始状态处于静止状态，则爆炸或反冲后系统内物体速度方向往往相反。3．注意人船模型和某一方向动量守恒的应用[针对训练](2025·云南普洱·二模)(多选)如图所示，斜面B静止在水平地面上，物块A以平行于斜面的初速度从斜面底端开始沿斜面上滑，不计一切摩擦。在A从斜面底端运动到最高点的过程中(A未冲出斜面)，以下说法正确的是()A．A、B组成的系统动量守恒B．A的动量变化量方向水平向左C．到达最高点时A的动能最小D．到达最高点时A的机械能最小碰撞模型[例3](2023·重庆卷)如图所示，桌面上固定有一半径为R的水平光滑圆轨道，M、N为轨道上的两点，且位于同一直径上，P为MN段的中点。在P点处有一加速器(大小可忽略)，小球每次经过P点后，其速度大小都增加v0。质量为m的小球1从N处以初速度v0沿轨道逆时针运动，与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞，碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求：(1)球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小；(2)球2的质量；(3)两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。[听课记录]规律方法：1．碰撞遵循的三原则(1)动量守恒定律。(2)机械能不增加。Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或p122m1(3)速度要合理。①同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，前面的物体速度大或相等。②相向碰撞：碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。2．碰撞的分类类型动碰静动碰动弹性碰撞m1v0＝m12m+1v1＝m1-v2＝2m1m1v1＋m2v2＝m+m12mv′1＝m1-m2m1+m2(v′2＝2m1m1+m2(v1完全非弹性碰撞m1v0＝(m1＋m2)vv＝mm1v1＋m2v2＝(m1＋m2)vv＝m[针对训练1](2025·山东青岛·三模)(多选)物体间发生碰撞时，因材料不同，机械能损失程度不同，该性质可用碰撞后二者相对速度大小与碰撞前二者相对速度大小的比值e来描述，称之为恢复系数。现有运动的物块A与静止的物块B发生正碰，关于A、B间的碰撞，下列说法正确的是()A．若e＝0，则碰撞后A、B均静止B．若e＝1，则碰撞后A、B交换速度C．若e＝1，则碰撞前后A、B总动能相等D．若e＝0.5，A、B质量相同，则A、B碰后速度大小之比为1∶3[针对训练2](2024·广东卷)(多选)如图所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块分别从H甲、H乙高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气阻力。下列说法正确的有()A．甲在斜坡上运动时与乙相对静止B．碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度C．乙的运动时间与H乙无关D．甲最终停止位置与O处相距H类碰撞模型[例4](2025·新课标卷)如图，物块P固定在水平面上，其上表面有半径为R的14圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的13时弹簧的弹性势能为2mgR，此时断开P和Q的连接，从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及(1)求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功；(2)求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离；(3)欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR，Q的质量应为多大？(4)欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大，Q的质量应为多大？[听课记录]规律方法：1．“保守型”类碰撞模型图例(水平面光滑)达到共速相当于完全非弹性碰撞，系统水平方向动量守恒，满足mv0＝(m＋M)v共，损失的动能最大，分别转化为弹性势能、重力势能或电势能再次分离相当于弹性碰撞，系统水平方向动量守恒，满足mv0＝mv1＋Mv2，能量满足12m2．“耗散型”类碰撞模型图例(水平面、水平导轨都光滑)达到共速相当于完全非弹性碰撞，动量满足mv0＝(m＋M)v共，损失的动能最大，分别转化为内能或电能[针对训练](2025·四川宜宾·三模)如图所示，长L＝3m的长木板B放在光滑的水平地面上，其左端放有一可视为质点的小物块A，长木板B右侧与放置于地面的14光滑圆弧槽C紧挨着但不粘连，长木板B的右端与圆弧轨道平滑连接。已知mA＝m，mB＝m，mC＝2m，小物块A与长木板B间的动摩擦因数μ＝0.3。现给小物块A一水平向右的初速度v0＝5m/s，小物块A到达长木板B的右端后冲上圆弧轨道。重力加速度g＝10m/s2(1)小物块A刚滑离长木板B时，小物块A的速率v1；(2)圆弧槽C能达到的最大速率vm。