1.2 动量定理 学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含答案）

1.2动量定理知识梳理1．冲量(1)概念：力与力的的乘积。(2)定义式：I＝(F为恒力)(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的效应，力，作用时间，冲量就越大。(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是，符号为。(5)矢量性：冲量是矢量，如果力的方向不变，则冲量I的方向与力的方向。2．动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受力的等于它在这个过程。(2)公式：FΔt＝＝。(3)公式中的F是物体受倒的，若是变化的力，则F应是合外力在作用时间内的。(4)适用范围：动量定理既可用于物体直线运动，也可用于物体曲线运动：既适用于物体受恒力下的运动，也适用于物体受变力的运动。(5)应用动量定理解题的一般步骤情景：一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为，经过一段时间Δt，它的速度为。1．求物体在这段时间的加速度？2．写出恒力F的表达式？3．你能进一步写出恒力F和物体动量的关系式吗？知识点一冲量例题1．下面关于冲量的说法中正确的是()A．物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大B．当力与位移垂直时，该力的冲量为零C．不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同D．只要力的大小恒定，其相同时间内的冲量就恒定知识点二动量定理例题2．体操运动员在落地时总要屈腿，这是为什么？例题3．如图所示，用0.5kg的铁锤竖直把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4.0m/s。如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，求钉子受到的平均作用力？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，求钉子受到的平均作用力？(g取10m/s2)课后巩固1．如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下，静止在水平地面上，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是()A．拉力F的冲量方向为水平向右B．摩擦力的冲量大小为FtsinθC．重力的冲量大小为mgtD．物体所受支持力的冲量是mgt2．(多选)下列关于物体动量和冲量的说法正确的是()A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定会改变C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快3．交通管理法规规定：骑摩托车必须戴好头盔，目的是保护交通安全事故中的车手，理由是()A．减小头部的冲量，起到安全作用B．延长头部与硬物接触时间，从而减小冲力，起到保护作用C．减小头部的速度变化使人安全D．减小头部的动量变化量，起到安全作用4．一个笔帽竖立在桌面上平放的纸条上，要求把纸条从笔帽下抽出，如果缓慢拉动纸条，笔帽必倒；若快速拉纸条，笔帽可能不倒．这是因为()A．缓慢拉动纸条时，笔帽受到冲量小B．缓慢拉动纸条时，纸条对笔帽的水平作用力小C．快速拉动纸条时，笔帽受到冲量小D．快速拉动纸条时，纸条对笔帽的水平作用力小5．下列对几种物理现象的解释正确的是()A．泥工师傅贴瓷片时为了使瓷片平整用橡皮锤敲打瓷片，而不是用铁锤，是因为橡皮锤轻B．小朋友用力推门而没推动，但推力的冲量并不为零C．动量相同的两个物体受到相同的阻力作用时，速度小的物体先停下来D．竖直向上抛出的物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，此过程中重力的冲量为零质量为m的物体，以的初速度沿斜面上滑，到达最高点后又返回原处时的速度大小为，且＝0.5，则()A．上滑过程中重力的冲量比下滑时大B．上滑和下滑的过程中支持力的冲量都等于零C．在整个过程中合力的冲量大小为D．整个过程中物体动量的变化量大小为7．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()A．10NB．102NC．103N D．104N8．如图所示，用传送带给煤车装煤，平均每5s内有5000kg的煤粉落于车上，由于传送带的速度很小，可认为煤粉竖直下落。要使车保持以＝0.5m/s的速度匀速前进，则煤粉对车的作用力的大小为()A．50N B．250NC．500N D．750N9．质量为1kg的物体做直线运动，其速度——时间图像如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是()A．10N·s，10N·sB．10N·s，－10N·sC．0，10N·sD．0，－10N·s10．(多选)一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。下列说法正确的是()A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB．球棒对垒球的平均作用力大小为360NC．球棒对垒球做的功为126JD．球棒对垒球做的功为36J11．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机试验成功，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4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为()A．1.6×102kg B．1.6×103kgC．1.6×105kg D．1.6×106kg12．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前的速度约为30m/s，（两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止）则：(1)试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？★13．如图所示，一高空作业的工人重为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＝1s，则安全带受的冲力是多少？(g取10m/s2)

1.2动量定理答案例1．答案C解析冲量是力与时间的乘积，是矢量；力大，冲量不一定大，A错误；当力与位移垂直时，该力的冲量不为零，B错误；不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同，C正确；力的大小恒定，其相同时间内冲量方向不一定相同，D错误。例3．答案(1)200N，方向竖直向下(2)205N，方向竖直向下解析(1)以铁锤为研究对象，不计铁锤重力时，只受钉子的作用力，方向竖直向上，设为F1，取竖直向上为正，由动量定理可得F1t＝0－m所以F1＝200N，方向竖直向上.由牛顿第三定律知，钉子受到的平均作用力为200N，方向竖直向下。(2)若考虑铁锤重力，设此时铁锤受钉子的作用力为F2，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正。(F2－mg)t＝0－mF2＝205N，方向竖直向上。由牛顿第三定律知，钉子受到的平均作用力为205N，方向竖直向下。课后巩固1．答案C解析拉力F为恒力，其冲量方向和F方向相同，即与水平方向成θ角斜向上，A错误；物体处于静止状态，可知摩擦力f＝Fcosθ，则摩擦力的冲量大小为ft＝Ftcosθ，B错误；重力的冲量大小为mgt，C正确；物体所受支持力的大小为FN＝mg－Fsinθ，则支持力的冲量为(mg－Fsinθ)t，D错误。2．答案BCD解析由FΔt＝Δp知，FΔt越大，Δp越大，但动量不一定大；由动量定理可知，物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定会改变；冲量与Δp不仅大小相等，而且方向相同；F＝eq\f(Δp,Δt)知，物体所受合外力越大，动量变化越快。3．答案B解析戴和不戴头盔，头部的速度变化相同，则动量变化量相同，根据动量定理可知受到的冲量也相同，而戴头盔能够延长头部与硬物接触时间，根据FΔt＝Δp可知，可以减小冲力，从而起到保护作用，故B正确，A、C、D错误。4．答案C解析拉动纸条时，笔帽在水平方向受到的滑动摩擦力一定(Ff＝μmg)，由动量定理知：μmgt＝Δp，缓慢拉动纸条时，作用时间长，笔帽受到的冲量大，Δp大，易倒，故A、B错；快速拉动纸条时，作用时间短，笔帽受到的冲量小，Δp小，不易倒，故选项C正确．5．答案B解析由于橡皮锤有弹性，敲打瓷片时与瓷片作用时间长，根据动量定理Ft＝Δp知，用橡皮锤敲打时产生的力小，瓷片不易碎，故A错误；用力推门虽然没有推动，但推力的冲量I＝Ft不为零，故B正确；动量相同的两个物体受到相同的阻力作用，根据动量定理Ft＝Δp知，两个物体将同时停下来，故C错误；竖直向上抛出的物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，此过程中重力的冲量I＝mgt不为零，故D错误。6．答案C解析因为物体返回原处的速度小于初速度，可知物体与斜面间有摩擦，由牛顿第二定律可知，上滑时的加速度大小大于下滑时加速度，因为两者位移大小一样，由得，上滑时间小于下滑时间，所以A错误；冲量等于力与时间的乘积，B错误；根据动量定理：合力的冲量等于动量的变化量，规定沿斜面向下为正方向，，C正确，D错误。7．答案C解析根据自由落体运动和动量定理有2gh＝(h为25层楼的高度，约70m)，Ft＝0－m，代入数据解得F≈1×103N，所以C正确。8.答案C解析对5s内落入车中的煤粉由动量定理得Ft＝m·Δ－0，则F＝m·＝500N，由牛顿第三定律得煤粉对车的力为500N，选项C正确。9.答案D解析由图像可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，D正确。10.答案AC解析设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得F·t＝m(－)，取末速度方向为正方向，则＝45m/s，＝－25m/s，代入得F＝1260N。由动能定理得W＝eq\f(1,2)m－eq\f(1,2)m＝126J，11．答案B解析根据动量定理有FΔt＝Δm－0，解得eq\f(Δm,Δt)＝＝1.6×103kg/s，所以选项B正确。12．答案(1)5.4×104N(2)1.8×103N解析(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5m.设运动时间为t，根据x＝t，得t＝＝eq\f(1,30)s.根据动量定理Ft＝Δp＝m，得F＝＝eq\f(60×30,\