碰撞與動量守恒第六章核心素養新課程標準物理觀念(1)理解動量和沖量概念；(2)理解和運用動量定理與動量守恒定律；(3)理解碰撞、反沖的定義及物理意義科學思維(1)能利用動量定理解決相關問題，會在流體力學中建立“柱狀”模型；(2)動量守恒定律應用中的“人船”模型、“木塊—滑塊”模型、“子彈打木塊”模型、“含彈簧”模型核心素養新課程標準科學探究驗證動量守恒定律科學態度與責任(1)以生產、生活、高科技為背景的動量定理和動量守恒定律的應用；(2)體會用守恒定律分析物理問題的方法，體會自然界的和諧與統一命題分析1．考查方式：分析近幾年高考，動量定理、動量守恒定律與能量的綜合應用是高考熱點，題型以計算題為主．主要以選擇題、壓軸大題考查“物理觀念、科學思維”素養，考查頻次高；以動量守恒定律實驗考查“科學探究”素養，考頻較低2．廣東命題趨勢：動量、沖量的概念．動量定理的內容及表達式．動量守恒定律．碰撞的概念及碰撞的分類．應用動量定理解釋現象．應用動量守恒定律解決碰撞、爆炸、反沖問題．“人船”模型及應用．動量知識在科技生活中的應用第1講動量和動量定理欄目導航01知識梳理查漏02題點

各個擊破03配套訓練知識梳理查漏1知識一1．定義：運動物體的質量和________的乘積叫作物體的動量，通常用p來表示．2．表達式：p＝________.3．單位：kg·m/s.4．標矢性：動量是矢量，其方向和______方向相同．動量速度

mv

速度

【自測1】(多選)下列關于動量的說法正確的是 (

)A．質量大的物體，動量一定大B．質量和速率都相同的物體，動量一定相同C．一個物體的速率改變，它的動量一定改變D．一個物體的運動狀態改變，它的動量一定改變CD

知識二1．定義：力和力的____________的乘積叫作這個力的沖量．公式：I＝________.2．單位：沖量的單位是________，符號是________．3．方向：沖量是矢量，沖量的方向與力的方向________．沖量作用時間

Ft

牛·秒

N·s

相同

【自測2】(多選)恒力F作用在質量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，物體沒有被拉動，則經時間t，下列說法正確的是

(

)A．拉力F對物體的沖量大小為零B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是FtcosθD．合力對物體的沖量大小為零BD

知識三1．內容：物體所受______的沖量等于物體______的變化．公式：I＝________________.2．表達式：FΔt＝Δp＝p′－p.3．矢量性：動量變化量的方向與________的方向相同，可以在某一方向上應用動量定理．動量定理合外力

動量

mv末－mv初

合外力

【自測3】從水平地面將一小球斜向上拋出，不計空氣阻力，則小球在空中運動的過程中 (

)A．速度一直減小B．加速度一直減小C．在最高點時的動量為零D．在相同的時間間隔內，動量的變化量相同D

【解析】不計空氣阻力，小球只受重力，故加速度不變，小球做斜向上拋運動，速度先減小后增大，A、B錯誤；小球水平方向做勻速直線運動，在最高點時有水平速度，速度不為零，根據p＝mv可知，此時動量不為零，故C錯誤；根據Δv＝gt可知，在相等的時間間隔內，速度的變化量相等，根據Δp＝mΔv可知，動量的變化量也相同，D正確.題點各個擊破21．動能、動量、動量變化量的比較命題點一對動量和沖量的理解[自修掌握類]3．沖量與功的比較項目沖量功定義作用在物體上的力和力的作用時間的乘積作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移的乘積單位N·sJ公式I＝Ft(F為恒力)W＝Flcosα(F為恒力)標矢性矢量標量意義(1)表示力對時間的累積；(2)是動量變化的量度(1)表示力對空間的累積；(2)是能量變化多少的量度共同點都是過程量，都與力的作用過程相互聯系4.沖量的四種計算方法例1

(2022年遼寧建平聯考)“天問一號”探測器4臺推力均為120N的發動機同時點火向同方向噴氣，工作20s順利完成軌道修正．工作期間推力視為恒力且忽略“天問一號”所受萬有引力，此過程中“天問一號”的 (

)A．動量變化量為9600kg·m/sB．動能變化量為9600JC．動量變化量為2400kg·m/sD．動能變化量為2400J【答案】A【解析】由題意可知，四臺發動機同時工作，其推力的合力為F＝4×120N＝480N，工作20s“天問一號”探測器獲得沖量I＝Ft＝480×20N·s＝9600N·s，由動量定理I＝Ft＝mv＝9600kg·m/s，A正確，C錯誤；由題設的條件中，只給出了推力和時間，沒有給出推力作用的位移，不能求出合外力的功，所以不能求出動能的變化量，故B、D錯誤．1．(2021年廣東南雄中學月考)“比沖”是火箭發動機性能的一個重要指標，是指發動機每燃燒1kg推進劑所產生的沖量，比沖值越大，發動機的推進性能越高．下面四個選項中，表示“比沖”的單位正確的是 (

)A．N

B．m/sC．m/s2

D．N·s【答案】B2．(多選)地動儀是世界上最早的感知地震的裝置，由我國杰出的科學家張衡在洛陽制成，早于歐洲1700多年．如圖所示為現代仿制的地動儀，龍口中的銅珠到蟾蜍口的距離為20cm，當感知到地震時，質量為50g的銅珠(初速度為零)離開龍口，落入蟾蜍口中，取重力加速度為10m/s2，不計空氣阻力．下列說法正確的是 (

)A．銅珠在空中運動的時間為0.2sB．銅珠在空中運動的時間為0.4sC．銅珠剛落入蟾蜍口時的動量大小為0.1kg·m/sD．銅珠剛落入蟾蜍口時的動量大小為0.2kg·m/s【答案】AC3．(2021年遼寧調研)如圖所示，墊球是排球運動中通過手臂的迎擊動作，使來球從墊擊面上反彈出去的一項擊球技術，若某次從墊擊面上反彈出去豎直向上運動的排球，之后又落回到原位置，設整個運動過程中排球所受阻力大小不變，則 (

)A．球從擊出到落回的時間內，重力的沖量為零B．球從擊出到落回的時間內，空氣阻力的沖量為零C．球上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量D．球上升階段動量的變化量等于下降階段動量的變化量【答案】C【解析】整個過程中，重力不為零，作用時間不為零，根據IG＝mgt可知，重力沖量不為零，A錯誤；由于整個過程中，阻力都做負功，因此上升階段的平均速度大于下降階段的平均速度，即上升過程所用時間比下降過程所用時間少，根據If＝ft可知上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量，整個過程中阻力的沖量不為零，B錯誤，C正確；設初速度為v0，上升階段，初速度為v0，末速度為零，動量變化量為Δp1＝0－mv0＝－mv0，下降階段，初速度為零，末速度小于v0，動量變化量為Δp2<mv0－0＝mv0，兩者不相等，D錯誤．1．動量定理的理解(1)動量定理不僅適用于恒定的力，也適用于隨時間變化的力．變力的情況下，動量定理中的力F應理解為變力在作用時間內的平均值．(2)動量定理的表達式FΔt＝Δp是矢量式，運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向，公式中的F是物體或系統所受的合力．命題點二動量定理的理解和應用[師生共研類]2．用動量定理解題的基本思路例2

(2021年廣東適應性考試)如圖所示，學生練習用頭顛球．某一次足球由靜止自由下落80cm，被重新頂起，離開頭部后豎直上升的最大高度仍為80cm.已知足球與頭部的作用時間為0.1s，足球的質量為0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力，下列說法正確的是

(

)A．頭部對足球的平均作用力為足球重力的10倍B．足球下落到與頭部剛接觸時動量大小為3.2kg·m/sC．足球與頭部作用過程中動量變化量大小為3.2kg·m/sD．足球從最高點下落至重新回到最高點的過程中重力的沖量大小為3.2N·s【答案】C1．(2020年全國卷Ⅰ)行駛中的汽車如果發生劇烈碰撞，車內的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體．若碰撞后汽車的速度在很短時間內減小為零，關于安全氣囊在此過程中的作用，下列說法正確的是 (

)A．增加了司機單位面積的受力大小B．減少了碰撞前后司機動量的變化量C．將司機的動能全部轉換成汽車的動能D．延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積【答案】D【解析】行駛中的汽車如果發生劇烈碰撞，車內安全氣囊被彈出并瞬間充滿氣體，增大了司機的受力面積，減少了司機單位面積的受力大小，延長了司機的受力時間，A錯誤，D正確；碰撞前司機的動量等于其質量與速度的乘積，碰撞后司機的動量為零，所以安全氣囊不能減少碰撞前后司機動量的變化量，B錯誤；司機與氣囊的碰撞為非彈性碰撞，有能量損失，司機的動能未完全轉換成汽車的動能，C錯誤．2．(多選)(2020年全國卷Ⅰ)水平冰面上有一固定的豎直擋板，一滑冰運動員面對擋板靜止在冰面上，他把一質量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運動員獲得退行速度；物塊與擋板彈性碰撞，速度反向，追上運動員時，運動員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞．總共經過8次這樣推物塊后，運動員退行速度的大小大于5.0m/s，反彈的物塊不能再追上運動員．不計冰面的摩擦力，該運動員的質量可能為 (

)A．48kg

B．53kg

C．58kg

D．63kg【答案】BC3．(2021年山東卷)海鷗捕到外殼堅硬的鳥蛤(貝類動物)后，有時會飛到空中將它丟下，利用地面的沖擊打碎硬殼．一只海鷗叼著質量m＝0.1kg的鳥蛤，在H＝20m的高度以v0＝15m/s的水平速度飛行時，松開嘴巴讓鳥蛤落到水平地面上．重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力．(1)若鳥蛤與地面的碰撞時間Δt＝0.005s，彈起速度可忽略，求碰撞過程中鳥蛤受到的平均作用力的大小F；(碰撞過程中不計重力)(2)在海鷗飛行方向正下方的地面上，有一與地面平齊、長度L＝6m的巖石，以巖石左端為坐標原點，建立如圖所示坐標系．若海鷗水平飛行的高度仍為20m，速度大小在15～17m/s之間，為保證鳥蛤一定能落到巖石上，求釋放鳥蛤位置的x坐標范圍．(2)若釋放鳥蛤的初速度為v1＝15m/s，設擊中巖石左端時，釋放點的x坐標為x1，擊中右端時，釋放點的x坐標為x2，得x1＝v1t，x2＝x1＋L，聯立，代入數據得x1＝30m，x2＝36m.若釋放鳥蛤時的初速度為v2＝17m/s，設擊中巖石左端時，釋放點的x坐標為x1′，擊中右端時，釋放點的x坐標為x2′，得x1′＝v2t，x2′＝x1′＋L，聯立，代入數據得x′1＝34m，x2′＝40m.綜上得x坐標區間[34m,36m]．思維導悟動量定理的應用技巧1．應用I＝Δp求變力的沖量如果物體受到大小或方向改變的力的作用，則不能直接用I＝Ft求沖量，但可以求出該力作用下物體動量的變化量Δp，等效代換得出變力的沖量I.2．應用Δp＝FΔt求動量的變化例如，在曲線運動中，速度方向時刻在變化，求動量變化(Δp＝p2－p1)需要應用矢量運算方法，計算比較復雜．如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換得出動量的變化．模型一流體類問題命題點三用動量定理解釋生活中的現象和計算流體問題[師生共研類]模型二微粒類問題例3

(2022年遼寧六校開學考)從同樣高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎．關于此現象分析正確的是 (

)A．玻璃杯掉在草地上時動量小B．玻璃杯掉在草地上動量的改變量小C．草地對玻璃杯的沖量小D．玻璃杯掉在草地上動量變化率小【答案】D【解析】杯子從同一高度落下，故到達地面時的速度一定相等，故著地時動量相等；與地面接觸后速度減小為零，故動量的變化相同，由動量定理I＝Δp可知，沖量也相等，A、B、C錯誤；但在草地上，由于草地的緩沖使接觸時間變長，由I＝Ft＝Δp可知，杯子受到的作用力較小，即玻璃杯掉在草地上動量變化率小，D正確．1．(2022年揭陽惠來一中開學考)某“跑酷”運動員在從距離地面某高處一躍而下，該運動員雙腳落地時采用彎曲膝蓋的方式使得自身重心繼續下降一段時間后靜止，忽略空氣阻力，則關于運動員落地后的動作作用，下列說法正確的是

(

)A．減小運動員落地過程中所受合外力的沖量B．減小運動員落地過程中地面對運動員的力C．減小運動員落地過程中動量的變化D．減小運動員落地過程中動能的變化【答案】B【解析】該運動員落地后雙腳落地時采用彎曲膝蓋的方式使得自身重心繼續下降一段時間后靜止，落地后運動員動量、動能的變化不變，但延長了速度減為零的時間，根據動量定理I＝F合t＝(F－mg)t＝0－mv，運動員落地過程中所受合外力的沖量不變，減小了運動員