专题8 动量-2026年高考物理二轮复习优质课件（全国通用）

这是一份专题8 动量-2026年高考物理二轮复习优质课件（全国通用），共58页。
动能定理书写奋斗的方程,动量守恒见证成长的碰撞。记住:没有凭空消失的努力,所有付出终会 转化为属于你的“机械能守恒”!
　 (2022天津,10,14分)冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示,运动员在水平冰面上将冰 壶A推到M点放手,此时A的速度v0=2 m/s,匀减速滑行x1=16.8 m到达N点时,队友用毛刷开始擦A运动前方 的冰面,使A与NP间冰面的动摩擦因数减小,A继续匀减速滑行x2=3.5 m,与静止在P点的冰壶B发生正碰, 碰后瞬间A、B的速度分别为vA=0.05 m/s和vB=0.55 m/s。已知A、B质量相同,A 与MN间冰面的动摩擦因 数μ1=0.01,重力加速度g取10 m/s2,运动过程中两冰壶均视为质点,A、B碰撞时间极短。求冰壶A
(1)在N点的速度v1的大小;(2)与NP间冰面的动摩擦因数μ2。
答案　(1)0.8 m/s　(2)0.004
解析　(1)设冰壶质量为m,冰壶A从M运动到N过程中,根据动能定理可得-μ1mgx1= m - m 代入数据解得v1=0.8 m/s。(2)设碰撞前瞬间A的速度为v2,由动量守恒定律可得mv2=mvA+mvB代入数据解得v2=0.6 m/s设A在NP间受到的滑动摩擦力为f',则有f'=μ2mg由动能定理可得-f'x2= m - m 联立解得μ2=0.004。
　 探究1　一题多解尝试从运动学角度出发,思考其他解法。
答案　第(1)问还可以用牛顿运动定律结合运动学公式进行求解。具体如下:设冰壶质量为m,A受到冰面的支持力为FN,由竖直方向受力平衡,有FN=mg设A在MN间受到的滑动摩擦力为Ff,有Ff=μ1FN设A在MN间的加速度大小为a,由牛顿第二定律,有Ff=ma由速度与位移的关系式,有 - =-2ax1联立上述各式并代入数据解得v1=0.8 m/s。第(2)问在利用动量守恒定律得到碰撞前瞬间A的速度v2之后,也可以利用运动学公式,先计算出A在NP 间运动的加速度,再结合牛顿运动定律求得冰壶A与NP间冰面的动摩擦因数μ2。
探究2　拓展设问若本题情境和已知信息不变,分析以下设问。①设问1:求冰壶A从M点运动到N点所用的时间t1。②设问2:若冰壶的质量m=18 kg,求冰壶A和B的作用过程中,冰壶A对冰壶B的冲量大小。
答案　①方法1:可先用牛顿第二定律求得冰壶A的加速度a=μ1g=0.1 m/s2,再利用运动学公式x1=v0t1- a ,代入数据解得t1=12 s(另一解t1=28 s不合题意,舍去)。方法2:先应用动能定理,有-μ1mgx1= m - m ,求得v1=0.8 m/s,再应用牛顿第二定律求得加速度a=μ1g=0.1 m/s2,再利用运动学公式v1=v0-at1,代入数据解得t1=12 s。方法3:先应用动能定理,有-μ1mgx1= m - m ,求得v1=0.8 m/s,再应用动量定理,有-μ1mgt1=mv1-mv0,代入数据解得t1=12 s。②冰壶A对冰壶B的冲量大小等于冰壶B的动量变化量的大小,故根据动量定理有IAB=mvB-0,代入数据可 得A对B的冲量大小为9.9 N·s。
互动互探增加了已知两冰壶质量的条件后,还可以求出哪些相关物理量?
互动点拨增加了已知两冰壶质量的条件之后,与运动、能量、动量等相关的物理量都是可以表达出来的,例如过 程量中的功、冲量、动能的变化量、动量的变化量、能量损失、释放的热量等;状态量中的动量、动 能、机械能等。同时冰壶的受力大小也可以求出来了。
探究3　举一反三一题多问深挖透,考点拿捏快准稳!如图所示,可视为质点的小物块A、B的质量均为m=0.10 kg,B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v 0与B碰撞,碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点与水平地面的距离h=0.45 m,两物块落地点到轨道末 端的水平距离s=0.30 m,取重力加速度g=10 m/s2。 
请根据上述信息,判断下列说法是否正确。如果不正确,请说明错误原因;如果正确,请写出分析或解答 过程。
　 (1)根据题中信息,可以求得两物块一起水平抛出后在空中运动的时间。(2)根据题中信息,可以求得两物块一起水平抛出时的初速度大小。(3)根据题中信息,可以求得两物块落地瞬间的动能。(4)根据题中信息,可以求得两物块碰撞前A的速度v0的大小。(5)根据题中信息,可以求得两物块碰撞过程中损失的机械能ΔE。
　 (6)根据题中信息,可以知道物块A在沿着倾斜轨道下滑的过程中,机械能一定是守恒的。(7)根据题中信息,可以求得物块A由静止释放时在倾斜轨道上的位置距地面的高度。(8)根据题中信息,可以求得两物块碰撞过程中,物块A受到的冲量大小。(9)根据题中信息,可以求得两物块碰撞过程中,物块B受到的平均冲击力的大小。(10)根据题中信息,可以求得物块A与物块B相碰前整个运动过程中所受合冲量的大小。(11)根据题中信息,可以求得物块A与物块B相碰前整个运动过程中所受合力做功的多少。
答案　(1)正确。两物块一起水平抛出后,在竖直方向做自由落体运动,由h= gt2,代入数据解得t=0.3 s。(2)正确。设A、B碰后水平抛出的速度为v,在水平方向两物块做匀速直线运动,由s=vt,可得v=1.0 m/s。(3)正确。根据机械能守恒定律,落地瞬间的动能Ek=2mgh+ ×2mv2,代入数据解得Ek=1 J;或者根据动能定理,有2mgh=Ek- ×2mv2,同样可以得到Ek=1 J。(4)正确。根据动量守恒定律有mv0=2mv,解得v0=2.0 m/s。(5)正确。两物块碰撞过程中损失的机械能ΔE= m - ×2mv2,代入数据解得ΔE=0.1 J。(6)错误。机械能守恒的条件是物块运动过程中只有重力或系统内的弹力做功,题设条件中并没有明确 物块A与倾斜轨道之间是否存在摩擦力,故不能说该过程中物块A的机械能一定是守恒的。(7)错误。因为题设条件中没有明确物块A与倾斜轨道之间是否存在摩擦力,所以无法利用运动学公式
或者能量相关规律求得物块A由静止释放时在倾斜轨道上的位置距地面的高度。(8)正确。根据动量定理,碰撞过程中,物块A受到的冲量大小等于其动量变化量的大小,即IA=mv0-mv,代 入数据可得IA=0.1 N·s。(9)错误。根据I= ·t,由于题设条件中没有给出两物块碰撞过程的时间,所以无法求得碰撞过程中物块B受到的平均冲击力的大小。(10)正确。根据动量定理,有IA合=mv0-0,代入数据解得IA合=0.2 N·s。(11)正确。根据动能定理,有WA合= m -0,代入数据解得WA合=0.2 J。
　　能量和动量是物理学中描述物体状态特征的两个重要的角度,它们之间既有区别,也有联系。从能 量和动量角度处理问题,也是高中阶段处理力学物理问题的两种重要思维路径,其中所涉及的动能定 理、机械能守恒定律、能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律,是高中阶段解决物理问题的重要方 法,体现了力在空间和时间两个维度上的累积效应。能量和动量的思维路径已经不再局限于力学或者 电学的限制,它们贯穿于整个高中物理,所以成为高考的热点和重点就理所应当了。　　解答这类问题的思维方法主要集中在下面的关系上:
 　　为了帮助大家在备考复习中清晰梳理知识和融会贯通考点,特设立几个专题进行解法探秘。
|(2021湖北,3,4分)抗日战争时期,我军缴获不少敌军武器武装自己,其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g,出 膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中,机枪所受子弹的平均反冲力大 小约12 N,则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为 (　　　)A.40　　　　　　　　B.80　　　　　　　　C.120　　　　　　　　D.160
真题试练1:动量、冲量和动量定理
解析　以子弹的初速度方向为正方向,连续射击1分钟的过程中,设射出了n颗子弹,对子弹运用动量定 理,则有Ft=nmv,代入数据,解得n=120,C正确。
　 探究1　一题多解应用等效思维,从动力学的角度出发,尝试思考其他解法。
答案　本题中子弹的加速过程可等效为在冲力作用下极短的时间内子弹做平均加速度为 = =  m/s2=1.5×103 m/s2的加速运动,由v=at,可得每颗子弹被加速的时间为0.5 s,而从子弹被加速获得速度到 其出膛的时间间隔极小,所以可以认为1分钟内射出的子弹数量与1分钟内被加速的子弹数量相等,故n=  =120。
探究2　拓展设问①设问1:子弹弹头被加速到出膛的整个过程中,其动量变化量是多少?②设问2:若忽略空气阻力,子弹弹头出膛后做斜上抛运动,想要求出其运动时间,除原题中数据外,还需 要知道哪些条件?
答案　①根据Δp=mv-0,可求得子弹弹头的动量变化量为6 kg·m/s。②若忽略空气阻力,子弹弹头出膛后做斜上抛运动,想要求出其运动时间,还需要知道初速度方向与水 平方向的夹角,枪口与目标之间的高度差或枪口与目标之间的水平距离等相关条件。
1.情境变异·微粒类→流体类　(2022福建,8,6分)(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1.6×104 m/s,推 进器产生的推力为80 mN。已知氙离子的比荷为7.3×105 C/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175 VB.氙离子的加速电压约为700 VC.氙离子向外喷射形成的电流约为37 AD.每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3×10-6 kg
解析　设氙离子的比荷为 ,氙离子的初速度为零,经电场加速后喷射速度为1.6×104 m/s,根据动能定理有qU= mv2-0,可得加速电压为U= ≈175 V,A正确,B错误。设在Δt时间内,有质量为Δm的氙离子以速度v喷射而出,形成电流为I,由动量定理可得FΔt=Δmv-0,进入放电通道的氙气质量为Δm0,被电离的比 例为η,则有 =η ,联立解得 = ≈5.3×10-6 kg,D正确。在Δt时间内,有电荷量为ΔQ的氙离子喷射而出,则有ΔQ= q,I= ,联立解得I= · ≈3.7 A,C错误。
2.情境变异·单过程→多过程　(2025云南,6,4分)如图所示,质量为m的滑块(视为质点)与水平 面上MN段的动摩擦因数为μ1,与其余部分的动摩擦因数为μ2,且μ1>μ2。第一次,滑块从Ⅰ位置以速度v0向 右滑动,通过MN段后停在水平面上的某一位置,整个运动过程中,滑块的位移大小为x1,所用时间为t1;第 二次,滑块从Ⅱ位置以相同速度v0向右滑动,通过MN段后停在水平面上的另一位置,整个运动过程中,滑 块的位移大小为x2,所用时间为t2。忽略空气阻力,则 (　　　) A.t1t2　　　　C.x1>x2　　　　D.x1μ2),由于MN的长度一定,第二次通过MN时的平均速度大,所用时间t0小,故总时间t总大,所以t1m1,则碰撞后m2的动能大于m1的动能,D错误。
　 探究1　拓展设问①设问1:由题设条件,能否求得m1和m2的大小关系?②设问2:由题设条件,能否判断两物体的碰撞过程是否是弹性碰撞?③设问3:碰撞过程中,两个物体受到的冲量具有怎样的关系?④设问4:如果两个物体的质量大小相等,在其他初始条件不变的情况下,依然发生弹性碰撞,则碰后两个 物体的速度变化具有怎样的特征?
答案　①能。根据题图可知m1碰前的速度大小为v0=  m/s=4 m/s,m2碰前速度为0,两物体发生正碰,m1碰后的速度大小为v1=  m/s=2 m/s,m2碰后的速度大小为v2=  m/s=2 m/s,两物体碰撞过程中满足动量守恒定律,即有m1v0=-m1v1+m2v2,联立解得两物体质量的关系为m2=3m1。②能。根据题图可知m1碰前的速度大小为v0=4 m/s,m2碰前速度为0,两物体发生正碰,m1碰后的速度大小 为v1=2 m/s,m2碰后的速度大小为v2=2 m/s,则碰前的系统总动能Ek1= m1 +0=8m1(J),碰后系统总动能Ek2= m1 + m2 =8m1(J),Ek1=Ek2,故可知两物体的碰撞过程为弹性碰撞。③两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反、作用时间相同,故两个物体受到的冲量大小相 等、方向相反。④两个相同质量的物体发生弹性正碰,会发生速度交换的情况,即碰完之后质量为m1的物体的速度变成
0,而质量为m2的物体的速度变成4 m/s。
探究2　图像表征请画出两物体碰撞前后的速度-时间图像。
答案　由于x-t图线的斜率表示物体的速度,根据题中x-t图像可得两个物体碰撞前后的速度随时间变化 的图像,如图所示。 
1.表征变异·图像→文本　(2022湖南,4,4分)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是  (　　　) A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小
C.v2大于v1D.v2大于v0
解析　设中子质量为m,则氢核质量为m,氮核质量为M=14m。对中子碰撞氢核过程,有mv0=mv'+mv1, m = mv'2+ m ,联立解得v'=0,v1=v0,则碰后氢核动量p氢=mv0,氢核动能Ek氢= m ;同理,分析中子碰撞氮核过程,有mv0=mv″+Mv2, m = mv″2+ M ,解得v″= v0=- v0,v2= v0= v0p氢,碰后氮核动能Ek氮= M = × m 5 m/s
解得m3>  kg综上,物体C的质量应满足的条件为m3>  kg。