资源简介 第18讲 动量 动量定理1.(2025·海南三亚三模)如图所示为某款运动跑鞋宣传图,图片显示:“该款鞋鞋底采用EVA材料,能够有效吸收行走或运动时的冲击力,保护双脚免受伤害”。对于该款鞋,下列说法正确的是( )A.缩短双脚与鞋底的冲击时间,从而减小合力对双脚的冲量B.延长双脚与鞋底的冲击时间,从而减小合力对双脚的冲量C.延长双脚与鞋底的冲击时间,从而减小鞋底对双脚的平均冲击力D.缩短双脚与鞋底的冲击时间,从而减小鞋底对双脚的平均冲击力2.(2026·广西河池期末)现代人越来越依赖手机,有些人喜欢躺着刷手机,经常出现手机掉落砸伤眼睛或者额头的情况。若有一款手机质量为200 g,从离额头为20 cm的高度无初速掉落,磕到额头后手机的反弹忽略不计,额头受到手机的冲击时间为0.04 s,则手机对额头的平均作用力的大小为(取重力加速度g=10 m/s2)( )A.8 N B.10 NC.12 N D.14 N3.(2025·陕西宝鸡二模)假设儿童足球质量300 g,某次儿童足球比赛时足球迎面飞来的速度为5 m/s,脚与足球接触的时间大约为0.1 s,若以相同的速率将球反向踢回,则此过程中足球( )A.动量变化量为0B.动量变化量为30 kg·m/sC.受到脚的平均冲击力大小约为30 ND.受到脚的平均冲击力大小约为15 N4.(2025·北京大兴三模)两个相同小铁块A和B,分别从固定的、高度相同的光滑斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部,如图所示。如果它们的初速度都为零,且下滑到底部的位移相同,则下列说法正确的是( )A.它们到达底部时速度相同B.它们到达底部过程中重力做功相同C.它们到达底部过程中重力的冲量相同D.整个过程中合外力的冲量相同5.〔多选〕(2026·河北石家庄模拟)如图为水流导光实验,已知出水口的横截面积为3.0×10-5 m2,出水口中心到水池水面的竖直高度为0.8 m,水柱在水面的落点中心到出水口的水平距离为0.4 m,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2。假设水落到水面后竖直速度立即减为0,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A.水离开出水口时的速度大小为0.5 m/sB.水离开出水口时的速度大小为1.0 m/sC.落水对水面竖直方向的冲击力大小为0.12 ND.落水对水面竖直方向的冲击力大小为1.2 N6.(2025·山东枣庄三模)如图,将总质量为200 g的2 000粒黄豆从距秤盘125 cm高处连续均匀地倒在秤盘上,观察到指针指在刻度为80 g的位置附近。若每粒黄豆与秤盘在极短时间内垂直碰撞一次,且碰撞前后速率不变,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,则持续倾倒黄豆的时间约为( )A.1.5 s B.2.5 s C.3.0 s D.5.0 s7.〔多选〕(2026·黑龙江大庆联考)一质量为m=1 kg的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻起,受到的水平外力F如图所示,则下列说法正确的是( )A.0~4 s内,物体动量变化量的大小为10 kg·m/sB.0~2 s内,外力对物体做的功为12.5 JC.t=2 s时和t=4 s时物体的动量大小相同D.t=4 s时物体回到出发点8.〔多选〕(2025·安徽淮北二模)如图甲所示,质量m=1 kg的物块被锁定在倾角θ=30°、足够长的光滑斜面上,t=0时刻解除锁定,并对物块沿斜面施加如图乙所示变化的力F,以沿斜面向上为正方向,下列说法正确的是( )A.t=1 s时物体向下运动 B.0~2 s时间内合外力冲量为0C.t=2 s时物体恰好返回至出发位置 D.t=2 s时物体的动量是t=1 s时物体动量的两倍9.★(2026·湖北武汉一模)高压水枪在现代生活中应用越来越广泛,当高速水流射向物体时,会对物体表面产生冲击力,从而达到清洗污垢的目的。图示为水枪喷水清洗车玻璃示意图,已知水枪出水口直径为d,水密度为ρ,设水流垂直打到玻璃表面后不反弹,测出水枪出口的流量为Q(单位时间内水流体积),不考虑水内部的阻力、空气阻力及高度变化,下列说法正确的是( )A.水枪管口喷出水流速度大小为B.水枪对管口水柱做功的功率为C.水流对水枪的作用力大小为D.水流与玻璃冲击压强为10.★(2025·福建厦门二模)冬季,鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门,栖息于筼筜湖等水域。如图甲所示,一质量为3 kg的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲,入水后作减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示,已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为6 m/s,在空中俯冲时受到的阻力f=0.1mg,重力加速度大小g取10 m/s2,求:(1)鸬鹚加速过程中加速度的大小;(2)t0~t0时间内水对鸬鹚作用力的冲量。第18讲 动量 动量定理1.C 由动量定理I=mv-mv0可知,无论是缩短还是延长双脚与鞋底的冲击时间,合力对双脚的冲量都保持不变,故A、B错误;由I=Δt可知,延长双脚与鞋底的冲击时间,可以减小鞋底对双脚的平均冲击力,故C正确,D错误。2.C 对手机受力分析如图,取向下为正方向,手机碰前速度v==2 m/s,碰撞过程由动量定理有(mg-F)·Δt=0-mv,求得额头对手机平均作用力的大小F=12 N,根据牛顿第三定律可知手机对额头的平均作用力大小为12 N,故选C。3.C 设足球弹回的方向为正方向,则足球动量变化量为Δp=mv-(-mv)=2mv=2×0.3×5 kg·m/s=3 kg·m/s,选项A、B错误;根据动量定理FΔt=Δp,可得足球受到脚的平均冲击力大小约为F=30 N,选项C正确,D错误。4.B 小铁块从顶点到底部过程,根据动能定理可得mgH=mv2,即小铁块到达底部的速度大小为v=,可知小铁块A和B到达底部时速度大小相等,方向不同,故A错误;根据重力做功W=mgH,可知它们到达底部过程中重力做功相同,故B正确;重力的冲量为I=mgt,由上述可知小铁块A和B到达底部时速度的大小相同,下滑到底部的路程不同,则运动时间不相同,故重力的冲量不同,故C错误;根据动量定理可得I合=mv-0=mv,由于小铁块A和B到达底部的速度方向不同,可知整个过程中铁块的动量变化不相同,则合外力的冲量不同,故D错误。5.BC 根据平抛运动的规律x=v0t,h=gt2,可得v0=1.0 m/s,选项A错误,B正确;在Δt时间内流出水的质量Δm=ρSv0Δt,落地时的竖直速度vy==4 m/s,在竖直方向上,由动量定理得-FΔt=0-Δmvy,解得F=0.12 N,选项C正确,D错误。6.B 黄豆落在秤盘上的速度大小为v==5 m/s,设持续倾倒黄豆的时间为t,则根据单位时间(Δt)落在秤盘上的黄豆数量为n=,黄豆对秤盘的撞击力远大于黄豆的重力,故重力可以忽略,由动量定理得FΔt=2nm0v,化简可得Ft=2m总v,又F=0.8 N,则代入数据可得t=2.5 s,故选B。7.AB F-t图像与时间t轴围成的面积表示冲量,0~4 s内的冲量I=(×2×5+×2×5)N·s=10 N·s,由动量定理可知I=Δp=10 kg·m/s,即物体动量变化量的大小为10 kg·m/s,A正确;0~2 s内的冲量I'=×2×5 N·s=5 N·s,由动量定理可得2 s末的动量p'=5 kg·m/s,根据动能定理可知W=Ek==12.5 J,故B正确;根据上述分析可知,0~2 s内的冲量I'=5 N·s,由动量定理可得2 s时的动量p'=5 kg·m/s,0~4 s内的冲量I=10 N·s,由动量定理可得4 s时的动量p=10 kg·m/s,故C错误;物体一直做单向直线运动,且始终向正方向运动,t=4 s时不会回到出发点,D错误。8.CD 0~1 s时间内,物体沿斜面向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律F-mgsin 30°=ma1,解得a1==5 m/s2,0~1 s时间内,位移x1=a1=2.5 m,t=1 s时速度v1=a1t1=5 m/s,1~2 s时间内,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,由牛顿第二定律F'-mgsin 30°=ma2,解得a2==-15 m/s2,1~2 s时间内,位移x2=v1t1+a2=-2.5 m,0~2 s时间内,位移x=x1+x2=0,故t=1 s时物体沿斜面向上运动,t=2 s时物体恰好返回至出发位置,故A错误,C正确;t=2 s时,速度v2=v1+a2t2=-10 m/s,0~2 s时间内,由动量定理得I合=mv2=-10 kg·m/s,故B错误;t=1 s时动量p1=mv1=5 kg·m/s,t=2 s时,动量p2=mv2=-10 kg·m/s,负号表示方向,t=2 s时物体的动量是t=1 s时物体动量的两倍,故D正确。9.D 设水枪管喷出水流速度为v,则流量Q=Sv=v,解得v=,A错误;设经过极短时间Δt,出口水柱质量Δm=ρvΔt,由动能定理可得PΔt=Δmv2,解得P=,B错误;由动量定理有FΔt=Δmv,解得F=,C错误;水流与玻璃冲击压强为p==,D正确。10.(1)9 m/s2 (2)28 N·s解析:(1)鸬鹚俯冲过程,由牛顿第二定律mg-f=ma,得a=9 m/s2。(2)解法一:加速过程所用时间t0== s,t0~t0,鸬鹚在水中减速,规定竖直向下为正方向,由动量定理mg×t0+I水=0-mv得I水=-28 N·s负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。解法二:加速过程所用时间t0== s,规定竖直向下为正方向,鸬鹚运动全程,由动量定理得mg×t0+(-f×t0)+I水=0-0得I水=-28 N·s负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。1 / 1第18讲 动量 动量定理1.理解动量和冲量,理解动量定理及其表达式,能用动量定理解释生活中的有关现象。 2.能利用动量定理解决相关问题,会在流体力学中建立“柱状”模型。考点一 动量 冲量知识速记1.动量(1)定义:物体的 和 的乘积。(2)表达式:p= 。(3)方向:与 的方向相同。2.动量的变化(1)动量是矢量,动量的变化量Δp也是 ,其方向与 的方向相同。(2)动量的变化量Δp,一般用末动量p'减去初动量p进行矢量运算,也称为动量的增量。即Δp= 。3.冲量(1)定义: 与 的乘积叫作力的冲量。(2)公式:I= 。(3)单位: 。(4)方向:冲量是 ,其方向与 相同。 〔人教版选择性必修第一册P5“做一做”情境〕如图所示,一位同学把一个充气到直径约1 m的乳胶气球以某一速度水平向前投掷,前方同学因背部被碰,竟然向前跨出了一大步、把气放掉后气球变得很小,再把气球以相同的速度投在前方同学的背上,同学几乎没有什么反应。关于这两次气球碰撞实验,判断下列说法的正误。(1)充气气球与未充气气球比,动量变化量更大。( )(2)充气气球对人的弹力大于人对气球的弹力。( )(3)两次碰撞人受到气球的冲量相等。( )(4)两次碰撞气球对人的作用时间一定相同。( )要点深化1.动量与动能的比较动量 动能物理意义 描述机械运动状态的物理量定义式 p=mv Ek=mv2标矢性 矢量 标量变化因素 合外力的冲量 合外力所做的功大小关系 p= Ek=联系 (1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系 (2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化2.冲量的计算方法公式法 I=FΔt,此方法仅适用于求恒力的冲量,不需要考虑物体的运动状态图像法 F-t图像与t轴围成的面积表示冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量平均 值法 若变力的方向不变,大小随时间均匀变化,即力与时间的关系为一次函数,则力F在某段时间t内的冲量I=t动量 定理法 根据物体所受合力的冲量等于动量的变化量,即I=Δp求冲量,多用于求变力的冲量(2026·江苏镇江模拟)两个质量不同的物体,如果它们的( )A.动能相等,则质量大的动量小B.动能相等,则动量大小也相等C.动量大小相等,则动能也相等D.动量大小相等,则质量大的动能小尝试解答 ★(2026·内蒙古包头期末)如图所示,缆车车厢与缆绳固定,时间t内,在缆绳牵引下人随车厢一起斜向上做匀加速直线运动,位移大小为x。已知车厢底板对人的支持力大小为FN、摩擦力大小为f。悬臂和车厢始终处于竖直方向,缆车底板水平,缆绳与水平方向夹角为θ,则下列说法正确的是( )A.支持力对人做功为FNxB.摩擦力对人做功为fxcos θC.支持力对人的冲量大小为FNtsin θD.摩擦力对人的冲量大小为ftcos θ尝试解答 一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间t按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )A.第2 s末,质点的动量为0B.第2 s末,质点的动量方向发生变化C.第4 s末,质点回到出发点D.在1~3 s时间内,力F的冲量为0尝试解答 考点二 动量定理的理解及应用 知识速记1.内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的 。2.公式:Ft= 或I= 。(1)质量为m的物体,在合力F的作用下经过时间t,使物体的速度由v1增加到v2,请根据这一过程由牛顿运动定律和运动学规律推导动量定理。(2)如图所示,某同学要把压在水杯下的纸抽出来。第一次他将纸迅速抽出,水杯几乎不动;第二次他将纸较慢地抽出,水杯却被拉动了。请解释此现象。要点深化1.动量定理的定性分析应用FΔt=Δp分析实际问题时,一般从两个方面分析:(1)Δp一定,Δt短则F大,Δt长则F小;(2)F一定,Δt长则Δp大,速度变化大,Δt短则Δp小,速度变化小。2.动量定理的定量计算(1)动量定理的表达式FΔt=Δp是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。(2)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于变化的力。这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。(3)由Ft=p'-p得,F==,即物体所受合力等于物体的动量变化率。(4)当物体运动包含多个不同过程时,可分段应用动量定理求解,也可以全过程应用动量定理求解。快递运输时,我们经常看到,有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹,这种做法的好处是( )A.可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量B.可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化C.可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长D.可以使某颠簸过程中物品动量的变化率增加尝试解答 教材母题 〔人教版选择性必修一P30·T3改编〕如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某同学用下面的实例来检验广告词的科学性:将一个60 g的鸡蛋从16楼的窗户自由落下,相邻楼层的高度差为3 m,鸡蛋与地面撞击时间约为2×10-3 s,取重力加速度g=10 m/s2。不计空气阻力,则鸡蛋对地面的平均冲击力约为( )一个鸡蛋的威力 从4楼抛下会让人砸起肿包 从8楼抛下可以砸破人的头皮 从18楼抛下可以砸破行人头骨 从25楼抛下可以使人当场死亡A.900 N B.600 NC.500 N D.300 N链接高考 (2025·浙江6月选考9题)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500 N的冲击力,就会有生命危险。设有一质量为50 g的鸡蛋从高楼坠落,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间,上、下沿距离为5 cm,要产生500 N的冲击力,估算鸡蛋坠落的楼层为(取重力加速度g=9.8 m/s2)( )A.5层 B.8层C.17层 D.27层链接分析 (1)教材母题和2025浙江6月选考9题均为鸡蛋从高空坠落为情境,考查了鸡蛋与地面相互作用过程中运量定理的应用(2)充分体现了“源于教材,高于教材”的高考命题观念。考点三 应用动量定理处理流体类问题 要点深化1.流体类柱状模型流体及 其特点 通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”,质量具有连续性,通常已知密度ρ分析步骤 1 建立“柱状模型”,沿流速v的方向选取一段柱形流体,其横截面积为S2 微元研究,作用时间Δt内的一段柱形流体的长度为Δl,对应的质量为Δm=ρSvΔt3 建立方程,应用动量定理研究这段柱状流体2.微粒类柱状模型微粒及 其特点 通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”,质量具有独立性,通常给出单位体积内粒子数n分析步骤 1 建立“柱状模型”,沿速度v0方向选取一段微元,柱体的横截面积为S2 微元研究,作用时间Δt内一段柱形流体的长度为Δl,对应的体积为ΔV=Sv0Δt,则微元内的粒子数N=nv0SΔt3 对于“柱状”内微粒,应用动量定理FΔt=NmΔv分析(2026·北京东城期末)某市在冬季的最大风力为9级(风速约20 m/s到24 m/s)。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S,所能承受的最大压力为F。设空气密度为ρ,空气吹到卷帘门上速度立刻减为零,求此卷帘门能承受的垂直方向最大风速。尝试解答 〔多选〕(2026·海南海口期末)热播电视剧《三体》中描绘了三体舰队通过尘埃区被动减速的场景,引起了天文爱好者们的讨论,如果想要不减速通过尘埃区,就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度ρ=4.0×10-8 kg/m3,飞船进入尘埃区的速度为v=3.0×106 m/s,飞船垂直于运动方向上的最大横截面积S=10 m2,尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则( )A.单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为1.2 kgB.单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为120 kgC.飞船要保持速度v不变,所需推力大小为3.6×106 ND.飞船要保持速度v不变,所需推力大小为7.2×106 N第18讲 动量 动量定理考点一知识速记1.(1)质量 速度 (2)mv (3)速度 2.(1)矢量 速度的改变量Δv (2)p'-p 3.(1)力 力的作用时间 (2)FΔt (3)N·s (4)矢量 (5)力的方向教材情境辨析 (1)√ (2)× (3)× (4)×要点深化【例1】 D 根据Ek=mv2,p=mv,可得Ek=,可知动能相等,质量大的动量大,A错误;根据Ek=可知,动能相等,两物体质量不相等,则动量大小也不相等,故B错误;根据Ek=可知,动量大小相等,两物体质量不相等,动能不相等,故C错误;根据Ek=可知,动量大小相等,则质量大的动能小,故D正确。【例2】 B 根据功的计算公式可知,支持力对人做功为FNxsin θ,摩擦力对人做功为fxcos θ,故A错误,B正确;根据冲量的定义可知,支持力对人的冲量大小为FNt,摩擦力对人的冲量大小为ft,故C、D错误。【例3】 D 由题图可知,0~2 s时间内F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了加速度先增大后减小的加速运动,所以第2 s末,质点的速度最大,动量最大,方向不变,故A、B错误;2~4 s内F的方向与0~2 s内F的方向不同,该质点0~2 s内做加速运动,2~4 s内做减速运动,第4 s末,质点速度减为0,所以质点在0~4 s内的位移均为正,第4 s末没有回到出发点,故C错误;在F-t图像中,图线与横轴所围的面积表示力F的冲量,由题图可知,1~2 s内的面积与2~3 s内的面积大小相等,一正一负,则在1~3 s时间内,力F的冲量为0,故D正确。考点二知识速记1.动量变化量 2.mv'-mv p'-p思考与讨论 提示:(1)根据牛顿第二定律可得物体m的加速度大小为a=,根据运动学规律可得v2=v1+at,联立解得Ft=mv2-mv1,即I=Δp,即合外力对物体的冲量等于物体动量的变化。(2)第一次将纸迅速抽出,水杯受到摩擦力作用的时间非常短,摩擦力对水杯的冲量小,由动量定理知水杯动量的改变量小,所以水杯几乎不动;第二次将纸较慢抽出,水杯受到摩擦力作用时间长,水杯受到的冲量大,则水杯的动量改变量大,水杯运动。要点深化【例4】 C 充气袋在运输中起到缓冲作用,在某颠簸过程中,物品的动量变化量不变,由动量定理F合Δt=Δp可知,合外力的冲量不变,充气袋可以延长作用时间,从而减小物品所受的合力,A、B错误,C正确;根据动量定理可知F合=,动量的变化率即为物品所受的合力,充气袋可以减小颠簸过程中物品动量的变化率,D错误。教材母题 A 鸡蛋从16楼的窗户自由落下,高度为h=3×(16-1)m=45 m,则v2-0=2gh,由动量定理得(F-mg)t=0-(-mv),联立解得F≈900 N,故选A。链接高考 C 鸡蛋触地后匀减速至静止,位移s=5 cm=0.05 m。匀减速平均速度为,故撞击时间Δt=,根据动量定理(F-mg)Δt=0-(-mv),代入数据解得v≈ m/s,由自由落体运动规律可得v2=2gh,得高度h== m≈51 m,每层楼高约3 m,对应楼层数为=17层,故选C。考点三要点深化【例5】 解析:Δt时间内,垂直吹到卷帘门上的空气质量为Δm=ρSvΔt空气吹到卷帘门上速度立刻减为零由动量定理可得-F'Δt=0-Δmv又F'=F联立解得此卷帘门能承受的垂直方向最大风速为v=。强化训练 AC 由题意,飞船进入尘埃区匀速飞行,可得单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为Δm=ρSvΔt=4.0×10-8×10×3.0×106×1=1.2 kg,故A正确,B错误;微粒由静止到与飞船一起运动,微粒的动量增加,由动量定理得FΔt=Δmv=ρSv2Δt,求得飞船对微粒的作用力大小为F=3.6×106 N,所以飞船要保持速度v不变,飞船所需推力大小为3.6×106 N,故C正确,D错误。1 / 1(共62张PPT)第18讲 动量 动量定理目标要求1. 理解动量和冲量,理解动量定理及其表达式,能用动量定理解释生活中的有关现象。2. 能利用动量定理解决相关问题,会在流体力学中建立“柱状”模型。目 录CONTENTS考点一 动量 冲量考点二 动量定理的理解及应用考点三 应用动量定理处理流体类问题课时跟踪检测考点一 动量 冲量知识速记1. 动量(1)定义:物体的 和 的乘积。(2)表达式:p= 。(3)方向:与 的方向相同。质量 速度 mv 速度 2. 动量的变化(1)动量是矢量,动量的变化量Δp也是 ,其方向与 的方向相同。(2)动量的变化量Δp,一般用末动量p'减去初动量p进行矢量运算,也称为动量的增量。即Δp= 。3. 冲量(1)定义: 与 的乘积叫作力的冲量。(2)公式:I= 。(3)单位: 。(4)方向:冲量是 ,其方向与 相同。矢量 速度的改变量Δv p'-p 力 力的作用时间 FΔt N·s 矢量 力的方向 〔人教版选择性必修第一册P5“做一做”情境〕如图所示,一位同学把一个充气到直径约1 m的乳胶气球以某一速度水平向前投掷,前方同学因背部被碰,竟然向前跨出了一大步、把气放掉后气球变得很小,再把气球以相同的速度投在前方同学的背上,同学几乎没有什么反应。关于这两次气球碰撞实验,判断下列说法的正误。(2)充气气球对人的弹力大于人对气球的弹力。 ( × )(3)两次碰撞人受到气球的冲量相等。 ( × )(4)两次碰撞气球对人的作用时间一定相同。 ( × )×××(1)充气气球与未充气气球比,动量变化量更大。 ( √ )√要点深化1. 动量与动能的比较动量 动能物理意义 描述机械运动状态的物理量定义式 p=mv Ek=mv2标矢性 矢量 标量动量 动能变化因素 合外力的冲量 合外力所做的功大小关系 p= Ek=联系 (1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系 (2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化2. 冲量的计算方法公式法 I=FΔt,此方法仅适用于求恒力的冲量,不需要考虑物体的运动状态图像法 F-t图像与t轴围成的面积表示冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量平均值法 若变力的方向不变,大小随时间均匀变化,即力与时间的关系为一次函数,则力F在某段时间t内的冲量I=t动量 定理法 根据物体所受合力的冲量等于动量的变化量,即I=Δp求冲量,多用于求变力的冲量(2026·江苏镇江模拟)两个质量不同的物体,如果它们的( D )A. 动能相等,则质量大的动量小B. 动能相等,则动量大小也相等C. 动量大小相等,则动能也相等D. 动量大小相等,则质量大的动能小D解析:根据Ek=mv2,p=mv,可得Ek=,可知动能相等,质量大的动量大,A错误;根据Ek=可知,动能相等,两物体质量不相等,则动量大小也不相等,故B错误;根据Ek=可知,动量大小相等,两物体质量不相等,动能不相等,故C错误;根据Ek=可知,动量大小相等,则质量大的动能小,故D正确。★(2026·内蒙古包头期末)如图所示,缆车车厢与缆绳固定,时间t内,在缆绳牵引下人随车厢一起斜向上做匀加速直线运动,位移大小为x。已知车厢底板对人的支持力大小为FN、摩擦力大小为f。悬臂和车厢始终处于竖直方向,缆车底板水平,缆绳与水平方向夹角为θ,则下列说法正确的是( B )BA. 支持力对人做功为FNxB. 摩擦力对人做功为fxcos θC. 支持力对人的冲量大小为FNtsin θD. 摩擦力对人的冲量大小为ftcos θ解析:根据功的计算公式可知,支持力对人做功为FNxsin θ,摩擦力对人做功为fxcos θ,故A错误,B正确;根据冲量的定义可知,支持力对人的冲量大小为FNt,摩擦力对人的冲量大小为ft,故C、D错误。一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间t按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( D )A. 第2 s末,质点的动量为0B. 第2 s末,质点的动量方向发生变化C. 第4 s末,质点回到出发点D. 在1~3 s时间内,力F的冲量为0D解析:由题图可知,0~2 s时间内F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了加速度先增大后减小的加速运动,所以第2 s末,质点的速度最大,动量最大,方向不变,故A、B错误;2~4 s内F的方向与0~2 s内F的方向不同,该质点0~2 s内做加速运动,2~4 s内做减速运动,第4 s末,质点速度减为0,所以质点在0~4 s内的位移均为正,第4 s末没有回到出发点,故C错误;在F-t图像中,图线与横轴所围的面积表示力F的冲量,由题图可知,1~2 s内的面积与2~3 s内的面积大小相等,一正一负,则在1~3 s时间内,力F的冲量为0,故D正确。考点二 动量定理的理解及应用知识速记1. 内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的 。2. 公式:Ft= 或I= 。动量变化量 mv'-mv p'-p (1)质量为m的物体,在合力F的作用下经过时间t,使物体的速度由v1增加到v2,请根据这一过程由牛顿运动定律和运动学规律推导动量定理。提示: 根据牛顿第二定律可得物体m的加速度大小为a=,根据运动学规律可得v2=v1+at,联立解得Ft=mv2-mv1,即I=Δp,即合外力对物体的冲量等于物体动量的变化。(2)如图所示,某同学要把压在水杯下的纸抽出来。第一次他将纸迅速抽出,水杯几乎不动;第二次他将纸较慢地抽出,水杯却被拉动了。请解释此现象。提示: 第一次将纸迅速抽出,水杯受到摩擦力作用的时间非常短,摩擦力对水杯的冲量小,由动量定理知水杯动量的改变量小,所以水杯几乎不动;第二次将纸较慢抽出,水杯受到摩擦力作用时间长,水杯受到的冲量大,则水杯的动量改变量大,水杯运动。要点深化1. 动量定理的定性分析应用FΔt=Δp分析实际问题时,一般从两个方面分析:(1)Δp一定,Δt短则F大,Δt长则F小;(2)F一定,Δt长则Δp大,速度变化大,Δt短则Δp小,速度变化小。2. 动量定理的定量计算(1)动量定理的表达式FΔt=Δp是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。(2)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于变化的力。这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。(3)由Ft=p'-p得,F==,即物体所受合力等于物体的动量变化率。(4)当物体运动包含多个不同过程时,可分段应用动量定理求解,也可以全过程应用动量定理求解。快递运输时,我们经常看到,有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹,这种做法的好处是( C )A. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量B. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化C. 可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长D. 可以使某颠簸过程中物品动量的变化率增加C解析:充气袋在运输中起到缓冲作用,在某颠簸过程中,物品的动量变化量不变,由动量定理F合Δt=Δp可知,合外力的冲量不变,充气袋可以延长作用时间,从而减小物品所受的合力,A、B错误,C正确;根据动量定理可知F合=,动量的变化率即为物品所受的合力,充气袋可以减小颠簸过程中物品动量的变化率,D错误。教材母题 〔人教版选择性必修一P30·T3改编〕如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某同学用下面的实例来检验广告词的科学性:将一个60 g的鸡蛋从16楼的窗户自由落下,相邻楼层的高度差为3 m,鸡蛋与地面撞击时间约为2×10-3 s,取重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力,则鸡蛋对地面的平均冲击力约为( )一个鸡蛋的威力从4楼抛下会让人砸起肿包从8楼抛下可以砸破人的头皮从18楼抛下可以砸破行人头骨从25楼抛下可以使人当场死亡A. 900 NB. 600 NC. 500 ND. 300 N√解析: 鸡蛋从16楼的窗户自由落下,高度为h=3×(16-1)m=45m,则v2-0=2gh,由动量定理得(F-mg)t=0-(-mv),联立解得F≈900 N,故选A。链接高考 (2025·浙江6月选考9题)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500 N的冲击力,就会有生命危险。设有一质量为50 g的鸡蛋从高楼坠落,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间,上、下沿距离为5 cm,要产生500 N的冲击力,估算鸡蛋坠落的楼层为(取重力加速度g=9.8 m/s2)( )A. 5层 B. 8层C. 17层 D. 27层√解析: 鸡蛋触地后匀减速至静止,位移s=5 cm=0.05 m。匀减速平均速度为,故撞击时间Δt=,根据动量定理(F-mg)Δt=0-(-mv),代入数据解得v≈ m/s,由自由落体运动规律可得v2=2gh,得高度h== m≈51 m,每层楼高约3 m,对应楼层数为=17层,故选C。链接分析 (1)教材母题和2025浙江6月选考9题均为鸡蛋从高空坠落为情境,考查了鸡蛋与地面相互作用过程中运量定理的应用(2)充分体现了“源于教材,高于教材”的高考命题观念。考点三 应用动量定理处理流体类问题要点深化1. 流体类柱状模型流体及 其特点 通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”,质量具有连续性,通常已知密度ρ分析 步骤 1 建立“柱状模型”,沿流速v的方向选取一段柱形流体,其横截面积为S2 微元研究,作用时间Δt内的一段柱形流体的长度为Δl,对应的质量为Δm=ρSvΔt3 建立方程,应用动量定理研究这段柱状流体2. 微粒类柱状模型微粒及 其特点 通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”,质量具有独立性,通常给出单位体积内粒子数n分析步骤 1 建立“柱状模型”,沿速度v0方向选取一段微元,柱体的横截面积为S2 微元研究,作用时间Δt内一段柱形流体的长度为Δl,对应的体积为ΔV=Sv0Δt,则微元内的粒子数N=nv0SΔt3 对于“柱状”内微粒,应用动量定理FΔt=NmΔv分析(2026·北京东城期末)某市在冬季的最大风力为9级(风速约20 m/s到24 m/s)。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S,所能承受的最大压力为F。设空气密度为ρ,空气吹到卷帘门上速度立刻减为零,求此卷帘门能承受的垂直方向最大风速。答案:解析:Δt时间内,垂直吹到卷帘门上的空气质量为Δm=ρSvΔt空气吹到卷帘门上速度立刻减为零由动量定理可得-F'Δt=0-Δmv又F'=F联立解得此卷帘门能承受的垂直方向最大风速为v=。〔多选〕(2026·海南海口期末)热播电视剧《三体》中描绘了三体舰队通过尘埃区被动减速的场景,引起了天文爱好者们的讨论,如果想要不减速通过尘埃区,就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度ρ=4.0×10-8 kg/m3,飞船进入尘埃区的速度为v=3.0×106 m/s,飞船垂直于运动方向上的最大横截面积S=10 m2,尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则( )A. 单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为1.2 kgB. 单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为120 kgC. 飞船要保持速度v不变,所需推力大小为3.6×106 ND. 飞船要保持速度v不变,所需推力大小为7.2×106 N√√解析: 由题意,飞船进入尘埃区匀速飞行,可得单位时间Δt=1 s内附着在飞船上的微粒质量为Δm=ρSvΔt=4.0×10-8×10×3.0×106×1=1.2kg,故A正确,B错误;微粒由静止到与飞船一起运动,微粒的动量增加,由动量定理得FΔt=Δmv=ρSv2Δt,求得飞船对微粒的作用力大小为F=3.6×106 N,所以飞船要保持速度v不变,飞船所需推力大小为3.6×106N,故C正确,D错误。课时跟踪检测1. (2025·海南三亚三模)如图所示为某款运动跑鞋宣传图,图片显示:“该款鞋鞋底采用EVA材料,能够有效吸收行走或运动时的冲击力,保护双脚免受伤害”。对于该款鞋,下列说法正确的是( )A. 缩短双脚与鞋底的冲击时间,从而减小合力对双脚的冲量B. 延长双脚与鞋底的冲击时间,从而减小合力对双脚的冲量C. 延长双脚与鞋底的冲击时间,从而减小鞋底对双脚的平均冲击力D. 缩短双脚与鞋底的冲击时间,从而减小鞋底对双脚的平均冲击力12345678910√解析: 由动量定理I=mv-mv0可知,无论是缩短还是延长双脚与鞋底的冲击时间,合力对双脚的冲量都保持不变,故A、B错误;由I=Δt可知,延长双脚与鞋底的冲击时间,可以减小鞋底对双脚的平均冲击力,故C正确,D错误。123456789102. (2026·广西河池期末)现代人越来越依赖手机,有些人喜欢躺着刷手机,经常出现手机掉落砸伤眼睛或者额头的情况。若有一款手机质量为200 g,从离额头为20 cm的高度无初速掉落,磕到额头后手机的反弹忽略不计,额头受到手机的冲击时间为0.04 s,则手机对额头的平均作用力的大小为(取重力加速度g=10 m/s2)( )A. 8 N B. 10 NC. 12 N D. 14 N√12345678910解析: 对手机受力分析如图,取向下为正方向,手机碰前速度v==2 m/s,碰撞过程由动量定理有(mg-F)·Δt=0-mv,求得额头对手机平均作用力的大小F=12 N,根据牛顿第三定律可知手机对额头的平均作用力大小为12 N,故选C。123456789103. (2025·陕西宝鸡二模)假设儿童足球质量300 g,某次儿童足球比赛时足球迎面飞来的速度为5 m/s,脚与足球接触的时间大约为0.1 s,若以相同的速率将球反向踢回,则此过程中足球( )A. 动量变化量为0B. 动量变化量为30 kg·m/sC. 受到脚的平均冲击力大小约为30 ND. 受到脚的平均冲击力大小约为15 N√12345678910解析: 设足球弹回的方向为正方向,则足球动量变化量为Δp=mv-(-mv)=2mv=2×0.3×5 kg·m/s=3 kg·m/s,选项A、B错误;根据动量定理FΔt=Δp,可得足球受到脚的平均冲击力大小约为F=30 N,选项C正确,D错误。123456789104. (2025·北京大兴三模)两个相同小铁块A和B,分别从固定的、高度相同的光滑斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部,如图所示。如果它们的初速度都为零,且下滑到底部的位移相同,则下列说法正确的是( )A. 它们到达底部时速度相同B. 它们到达底部过程中重力做功相同C. 它们到达底部过程中重力的冲量相同D. 整个过程中合外力的冲量相同√12345678910解析: 小铁块从顶点到底部过程,根据动能定理可得mgH=mv2,即小铁块到达底部的速度大小为v=,可知小铁块A和B到达底部时速度大小相等,方向不同,故A错误;根据重力做功W=mgH,可知它们到达底部过程中重力做功相同,故B正确;重力的冲量为I=mgt,由上述可知小铁块A和B到达底部时速度的大小相同,下滑到底部的路程不同,则运动时间不相同,故重力的冲量不同,故C错误;根据动量定理可得I合=mv-0=mv,由于小铁块A和B到达底部的速度方向不同,可知整个过程中铁块的动量变化不相同,则合外力的冲量不同,故D错误。123456789105. 〔多选〕(2026·河北石家庄模拟)如图为水流导光实验,已知出水口的横截面积为3.0×10-5 m2,出水口中心到水池水面的竖直高度为0.8 m,水柱在水面的落点中心到出水口的水平距离为0.4 m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10 m/s2。假设水落到水面后竖直速度立即减为0,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A. 水离开出水口时的速度大小为0.5 m/sB. 水离开出水口时的速度大小为1.0 m/sC. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为0.12 ND. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为1.2 N√√12345678910解析: 根据平抛运动的规律x=v0t,h=gt2,可得v0=1.0 m/s,选项A错误,B正确;在Δt时间内流出水的质量Δm=ρSv0Δt,落地时的竖直速度vy==4 m/s,在竖直方向上,由动量定理得-FΔt=0-Δmvy,解得F=0.12 N,选项C正确,D错误。123456789106. (2025·山东枣庄三模)如图,将总质量为200 g的2 000粒黄豆从距秤盘125 cm高处连续均匀地倒在秤盘上,观察到指针指在刻度为80 g的位置附近。若每粒黄豆与秤盘在极短时间内垂直碰撞一次,且碰撞前后速率不变,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,则持续倾倒黄豆的时间约为( )A. 1.5 s B. 2.5 sC. 3.0 s D. 5.0 s√12345678910解析: 黄豆落在秤盘上的速度大小为v==5 m/s,设持续倾倒黄豆的时间为t,则根据单位时间(Δt)落在秤盘上的黄豆数量为n=,黄豆对秤盘的撞击力远大于黄豆的重力,故重力可以忽略,由动量定理得FΔt=2nm0v,化简可得Ft=2m总v,又F=0.8 N,则代入数据可得t=2.5s,故选B。123456789107. 〔多选〕(2026·黑龙江大庆联考)一质量为m=1 kg的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻起,受到的水平外力F如图所示,则下列说法正确的是( )A. 0~4 s内,物体动量变化量的大小为10 kg·m/sB. 0~2 s内,外力对物体做的功为12.5 JC. t=2 s时和t=4 s时物体的动量大小相同D. t=4 s时物体回到出发点√√12345678910解析: F-t图像与时间t轴围成的面积表示冲量,0~4 s内的冲量I=(×2×5+×2×5)N·s=10 N·s,由动量定理可知I=Δp=10 kg·m/s,即物体动量变化量的大小为10 kg·m/s,A正确;0~2 s内的冲量I'=×2×5N·s=5 N·s,由动量定理可得2 s末的动量p'=5 kg·m/s,根据动能定理可知W=Ek==12.5 J,故B正确;根据上述分析可知,0~2 s内的冲量I'=5N·s,由动量定理可得2 s时的动量p'=5 kg·m/s,0~4 s内的冲量I=10N·s,由动量定理可得4 s时的动量p=10 kg·m/s,故C错误;物体一直做单向直线运动,且始终向正方向运动,t=4 s时不会回到出发点,D错误。123456789108. 〔多选〕(2025·安徽淮北二模)如图甲所示,质量m=1 kg的物块被锁定在倾角θ=30°、足够长的光滑斜面上,t=0时刻解除锁定,并对物块沿斜面施加如图乙所示变化的力F,以沿斜面向上为正方向,下列说法正确的是( )A. t=1 s时物体向下运动B. 0~2 s时间内合外力冲量为0C. t=2 s时物体恰好返回至出发位置D. t=2 s时物体的动量是t=1 s时物体动量的两倍√√12345678910解析: 0~1 s时间内,物体沿斜面向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律F-mgsin 30°=ma1,解得a1==5 m/s2,0~1 s时间内,位移x1=a1=2.5 m,t=1 s时速度v1=a1t1=5 m/s,1~2 s时间内,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,由牛顿第二定律F'-mgsin 30°=ma2,解得a2==-15 m/s2,1~2 s时间内,位移x2=v1t1+a2=-2.5 m,0~2 s时间内,位移x=x1+x2=0,故t=1 s时物体沿斜面向上运动,t=2 s时物体恰好返回至出发位置,故A错误,C正确;12345678910t=2 s时,速度v2=v1+a2t2=-10 m/s,0~2 s时间内,由动量定理得I合=mv2=-10 kg·m/s,故B错误;t=1 s时动量p1=mv1=5 kg·m/s,t=2 s时,动量p2=mv2=-10 kg·m/s,负号表示方向,t=2 s时物体的动量是t=1 s时物体动量的两倍,故D正确。123456789109. ★(2026·湖北武汉一模)高压水枪在现代生活中应用越来越广泛,当高速水流射向物体时,会对物体表面产生冲击力,从而达到清洗污垢的目的。图示为水枪喷水清洗车玻璃示意图,已知水枪出水口直径为d,水密度为ρ,设水流垂直打到玻璃表面后不反弹,测出水枪出口的流量为Q(单位时间内水流体积),不考虑水内部的阻力、空气阻力及高度变化,下列说法正确的是( )A. 水枪管口喷出水流速度大小为B. 水枪对管口水柱做功的功率为C. 水流对水枪的作用力大小为D. 水流与玻璃冲击压强为√12345678910解析: 设水枪管喷出水流速度为v,则流量Q=Sv=v,解得v=,A错误;设经过极短时间Δt,出口水柱质量Δm=ρvΔt,由动能定理可得PΔt=Δmv2,解得P=,B错误;由动量定理有FΔt=Δmv,解得F=,C错误;水流与玻璃冲击压强为p==,D正确。1234567891010. ★(2025·福建厦门二模)冬季,鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门,栖息于筼筜湖等水域。如图甲所示,一质量为3 kg的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲,入水后作减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示,已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为6 m/s,在空中俯冲时受到的阻力f=0.1mg,重力加速度大小g取10 m/s2,求:12345678910答案: 9 m/s2 (1)鸬鹚加速过程中加速度的大小;解析: 鸬鹚俯冲过程,由牛顿第二定律mg-f=ma,得a=9 m/s2。12345678910(2)t0~t0时间内水对鸬鹚作用力的冲量。答案: 28 N·s12345678910解析:解法一:加速过程所用时间t0== s,t0~t0,鸬鹚在水中减速,规定竖直向下为正方向,由动量定理mg×t0+I水=0-mv得I水=-28 N·s负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。解法二:加速过程所用时间t0== s,规定竖直向下为正方向,鸬鹚运动全程,由动量定理得mg×t0+(-f×t0)+I水=0-0得I水=-28 N·s负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上。12345678910THANKS演示完毕 感谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第18讲 动量 动量定理.docx 第18讲 动量 动量定理.pptx 第18讲 动量 动量定理(练习,含解析).docx