专题提升一　动量定理的应用（课件 教案 学案 练习四份打包）高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

专题提升一　动量定理的应用 学习目标　1.进一步理解动量定理，熟悉应用动量定理解题的一般步骤，注意动量定理与动能定理的区别。 2.学会利用动量定理处理多过程问题。3.学会应用动量定理处理连续流体问题。 提升1　动量定理与动能定理的区别与应用 例1 “蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受完全失重的滋味。此人质量为50 kg，橡皮绳原长45 m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间9 s；重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。 (1)此人下落到橡皮绳刚伸直(原长)时，人的动量大小是多少？ (2)橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中弹力F－t图像如图所示，求图像中阴影部分的面积大小。 答案　(1)1 500 kg·m/s　(2)4 500 N·s 解析　(1)此人下落到橡皮绳刚伸直(原长)的过程中，根据动能定理有mgh＝mv2 解得v＝30 m/s 此时人的动量大小p＝mv＝1 500 kg·m/s。 (2)弹力F－t图像中阴影部分的面积大小表示弹力F的冲量，人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1，则h＝gt1，解得t1＝3 s 橡皮绳作用时间t2＝t－t1＝6 s 取竖直向上为正方向，由动量定理得 IF－mgt2＝0－(－mv) 解得IF＝4 500 N·s 即图像中阴影部分的面积大小为4 500 N·s。 注意动量定理是矢量式，应用时必须选取正方向；动能定理是标量式，应用时不用选取正方向。涉及一段时间(或冲量)选用动量定理；涉及一段位移(或功)选用动能定理。　　 训练1 一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面竖直墙，如图所示。物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取10 m/s2。 (1)求物块与地面间的动摩擦因数μ； (2)若碰撞时间为0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F； (3)碰撞后物块克服摩擦力的功。 答案　(1)0.32　(2)130 N　(3)9 J 解析　(1)根据动能定理有 －μmgs＝mv2－mv 代入数值解得μ＝0.32。 (2)选返回方向为正方向，根据动量定理有 FΔt＝mv′－(－mv) 代入数值解得F＝130 N。 (3)由动能定理得，碰撞后物块克服摩擦力的功 W＝mv′2＝9 J。 提升2　应用动量定理处理多过程问题 应用动量定理处理多过程问题的两种思路 (1)可分段分别应用动量定理求解。 (2)可全过程应用动量定理求解。要特别注意各力作用的时间，在多过程中外力的冲量是各个力冲量的矢量和。 例2 在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止(g取10 m/s2) 答案　12 s 解析　解法一　用动量定理，分段求解。 选物体为研究对象，对于撤去F前物体做匀加速直线运动的过程，初速度为零，末速度为v，取水平力F的方向为正方向，根据动量定理有 (F－μmg)t1＝mv－0 对于撤去F后物体做匀减速直线运动的过程，初速度为v，末速度为零，根据动量定理有 －μmgt2＝0－mv 联立解得 t2＝t1＝×6 s＝12 s。 解法二　用动量定理，研究全过程。 选物体为研究对象，研究整个运动过程，过程的始、末状态物体的速度都为零，取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得 Ft1－μmg(t1＋t2)＝0 解得t2＝t1＝×6 s＝12 s。 应用动量定理解题时要选好受力物体和研究过程，当物体所受各力的作用时间不相同且间断作用时，应用动量定理解题对全过程列式较为简单，所以在解题时要树立整体优先的意识。　 训练2 (2024·山东临沂高二月考)某消防队员从一平台上跳下，下落1 s后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.2 s，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力约为(　　) A.自身所受重力的2倍 ... ...