2027届新高考物理热点精准复习动量和动量定理

2027届新高考物理热点精准复习动量和动量定理考点一对动量、冲量的理解与应用基础梳理1.质量速度mv速度2.相同3.乘积FΔtN·s矢量相同典例精析命题视角1辨析动量、动量变化量与冲量的概念,注重方向的分析【典例1】

(中等)有两个完全相同的铅球,从图甲中左、右两个圆筒的正上方相同高度处同时静止释放,两球分别与左、右两个筒的底部发生碰撞并反弹。其中左筒底部为一钢板,右筒底部为泡沫,压力传感器测得球第一次碰撞中受到的撞击力随时间变化如图乙中的曲线①②所示,已知曲线①②与时间轴围成的面积相等。则第一次碰撞过程中(

)A.左边小球所受重力的冲量大B.两小球所受合力的冲量相等C.左边小球动量变化率大D.右边小球动量变化量大C命题视角2冲量的计算,过程分段,巧选方法1.关键点(1)F-t图像法计算冲量。(2)动量定理法(I=Δp)计算变力的冲量:先计算Δp,再得出变力的冲量I。2.解题思维链【典例2】

(容易)如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4s内其合力随时间变化的关系图线为正弦曲线,下列表述正确的是(

)A.0~4s内合力的冲量一直增大B.0~4s内合力的冲量一直减小C.2s末物体的动量方向发生变化D.0~4s内物体动量的方向一直不变D解析:D

根据F-t图像中图线与t轴围成的“面积”表示冲量,可知在0~2s内合力的冲量一直增大,0~4s内合力的冲量为零,A、B错误;2s末合力的冲量方向发生变化,物体的动量开始减小,但速度方向不发生变化,0~4s内物体动量的方向一直不变,C错误,D正确。考点二对动量定理的理解与应用基础梳理变化量mv′-mv典例精析命题视角1应用动量定理进行定性分析缓冲现象,抓作用时间,分析平均力【典例3】

(容易)(多选)如图所示,在轮船的船舷和码头的岸边一般都固定有橡胶轮胎,轮船驶向码头停靠时,会与码头发生碰撞,对这些轮胎的作用,下列说法正确的是(

)A.增大轮船与码头碰撞过程中所受的冲量B.减小轮船与码头碰撞过程中动量的变化量C.延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间D.减小轮船与码头碰撞过程中受到的作用力CD解析:CD

对轮船靠岸与码头碰撞的过程,轮船的初、末速度不会受轮胎影响,轮船的动量变化量相同,根据动量定理,轮船受到的冲量也相同,A、B错误;轮胎可以起到缓冲作用,延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间,从而减小轮船因碰撞受到的作用力,C、D正确。命题视角2应用动量定理进行定量计算,抓两状态,舍中间过程1.关键点(1)动量定理表达式Ft=p′-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同。(2)对多个过程问题,可精准选取过程段(如碰撞瞬间Δt→0,缓冲过程Δt增大)应用动量定理,也可以全过程应用动量定理。2.应用动量定理定量计算的解题思维链【典例4】

(中等)(2025·浙江1月选考)有一离地面高度20m、质量为2×10-13kg稳定竖直降落的沙尘颗粒,在其降落过程中受到的阻力与速率v成正比,比例系数为1×10-9kg/s,重力加速度g取10m/s2,则它降落到地面的时间约为(

)A.0.5h B.3h C.28h D.166hB考点三利用动量定理处理流体类和微粒类问题典例精析命题视角“柱状微元”模型,核心是分析微元的质量或粒子数研究对象(1)流体类:液体流、气体流等,通常已知密度ρ(2)微粒类:电子流、光子流、尘埃等,通常给出单位体积内的粒子数n分析建模(1)构建“柱状微元”模型:沿流速v的方向选取一段物质,其横截面积为S(2)微元研究小柱体的体积ΔV=vSΔt小柱体的质量Δm=ρΔV=ρvSΔt小柱体的粒子数N=nΔV=nvSΔt小柱体的动量变化量Δp=vΔm=ρv2SΔt(3)建立方程,应用动量定理FΔt=Δp研究【典例5】

(流体类“柱状微元”模型·中等)如图为无人机灭火的工作场景,一质量为M=100kg的无人机工作时悬停于着火点正前方,其正下方竖直悬吊质量可以忽略不计的供水软管,水从地面进入供水管经过无人机后从其前端水平安装的高压水枪以速度v=50m/s水平喷出。高压水枪喷口处横截面积为S=3cm2,水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2,供水管的横截面积与高压水枪相同。则空气对无人机竖直方向的作用力大小约为(

)A.250N B.500N C.750N D.1000NA解析:A

对Δt时间内的高压水枪喷口附近的一段水柱应用动量定理可得FxΔt=ρSvΔt·v,解得Fx=750N,根据牛顿第三定律可知空气给无人机一个向前的水平作用力Fx=750N,同理,在竖直方向,水柱给无人机一个向上的作用力为F=750N,空气给无人机竖直向上的作用力Fy=Mg-F=250N,故选A。【典例6】

(微粒类“柱状微元”模型·中等)一宇宙飞船的横截面积为S,以v0的恒定速率