2026届高三二轮复习课件 物理 第6讲 动量定理和动量守恒定律.pptxVIP

第6讲动量定理和动量守恒定律

贯通?知识脉络研学?核心考点目录索引微专题2

贯通?知识脉络

研学?核心考点

考点一动量定理的理解及应用命题角度1冲量、动量的理解与计算计算冲量的三种方法公式法I=Ft适用于求恒力的冲量动量定理法多用于求变力的冲量或F、t未知的情况图像法F-t图线与时间轴围成的面积表示力的冲量。若F-t成线性关系,也可直接用平均力求解

例1(多选)(2024福建卷)如图甲所示,水平地面上固定有一倾角为θ的足够长光滑斜面,一质量为m的滑块锁定在斜面上。t=0时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力F,F随时间t的变化关系如图乙所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为g,则滑块()A.在0~4t0内一直沿斜面向下运动B.在0~4t0内所受合外力的总冲量为0C.在t0时的动量大小是在2t0时的一半D.在2t0~3t0内的位移比3t0~4t0内的小AD

解析受力分析知,0~t0内滑块受到的合外力大小为F合0=3mgsinθ,t0~2t0内滑块受到的合外力大小为-mgsinθ,所以0~4t0内滑块先沿斜面匀加速向下运动,后匀减速向下运动,之后重复这两个过程,选项A正确。根据冲量的定义可知,0~4t0内滑块所受合外力的总冲量为I=IF+mgsinθ·4t0,由F-t图像与坐标轴围成的面积表示冲量可知IF=0,故I=4mgt0sinθ,选项B错误。由于初速度为0,根据动量定理,t0时滑块动量为I1=F合0·t0=3mgt0sinθ;0~2t0过程中F的冲量为0,故2t0时滑块动量为I2=2mgt0sinθ,选项C错误。2t0时滑块动量为2mgt0sinθ,3t0时滑块动量为5mgt0sinθ,4t0时滑块动量为4mgt0sinθ,可知2t0~3t0内滑块的平均速度小于3t0~4t0内的平均速度,所以2t0~3t0过程滑块的位移小于3t0~4t0的位移,选项D正确。

命题角度2动量定理的理解与应用1.动量定理的理解及应用技巧(1)动量定理不仅适用于恒力作用,也适用于变力作用。动量定理的研究对象可以是单一物体,也可以是质点系,受力分析时只考虑质点系受到的外力。(2)在匀变速直线运动中,如果题目不涉及加速度和位移,用动量定理比用牛顿第二定律求解更简捷。(3)变力作用情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的加权平均值。(4)电磁感应问题中,利用动量定理可以求解时间、电荷量或导体棒的位移。

2.应用动量定理处理流体问题的思维流程(1)在极短时间Δt内,取一段小柱体作为研究对象。(2)求小柱体的体积ΔV=vSΔt。(3)求小柱体的质量Δm=ρΔV=ρvSΔt。(4)求小柱体的动量变化量Δp=Δmv=ρv2SΔt。(5)应用动量定理FΔt=Δp。

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例3(多选)我国霍尔推进器技术世界领先,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场,该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电离的比例。工作时,工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。某次测试中,氙气被电离的比例为95%,氙离子喷射速度为1.6×104m/s,推进器产生的推力为80mN。已知氙离子的比荷为7.3×105C/kg;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,则()A.氙离子的加速电压约为175VB.氙离子的加速电压约为700VC.氙离子向外喷射形成的电流约为37AD.每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3×10-6kgAD

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例4(2024广东卷)汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。(1)安全带能通过感应车的加速度自动锁定,其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中,敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a,同时顶起敏感臂,使之处于水平状态,并卡住卷轴外齿轮,锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为FN,敏感球的质量为m,重力加速度为g,忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值tanθ。甲

(2)如图乙所示,在安全气囊的性能测试中,可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动,与正下方的气囊发生碰撞。以头锤刚到气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t的变化规律,可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量m0=30kg,H=3.2m,重力加速度大小g取10m/s2,求:①碰撞过程中F的冲量大小和方向;②碰撞结束后头锤上升的最大高度。乙丙

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考点二动量守恒定律的理解及应用命题角度1动量守恒定律的理解与简单应用1.动量守恒的三种情况理想守恒系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒近似守恒系统受到的外力矢量和不为零,但当内力远大于