2014高考物理动量定理应用：解释生活现象

动量定理在生活中的应用引题：生活中会有这样的现象：驾驶员在驾车的时候必须系上安全带，为了避免跳过运动员倒地时摔伤，地上垫有厚厚的海绵，跳远时，运动员的落地点是设在铺有厚厚沙子的沙坑里，装在瓦楞纸盒里面的玻璃器皿不容易碰破，买来的家电包装箱里又套有硬泡沫塑料，使电器得到了保护，右手拿着小锤子，敲击张开着的左手，不会感觉到疼，但是如果是轻轻敲击紧贴在桌面上的左手却会感觉到很疼，甚至会砸伤手。

这些事件都包含同样的物理原理，即动量定理。

一、动量定理的内容动量定理：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。

表达式为：12mv mv Ft -=动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同，方向一致，单位等效。

但不能认为合外力的冲量就是动量的增量。

动量定理既适用于恒力，也适用于变力。

对于变力的情况，动量定理中的F 应理解为变力在作用时间内的平均值。

动量是动力学量在宏观领域和微观领域都适用，所以动量定理既适用于低速的宏观物体又适用于高速运动的宏观物体和微观物体，只是对于高速运动的物体而言，由于物体的质量随物体运动速度而发生变化从而使动量的表达形式也发生了变化。

二、动量定理应用的实例1动量定理与行车安全车辆在行驶过程中，超载﹑超速，使得机械运动量变大，从而失去安全控制撞击物体产生很大的破坏性，因动量变化大，产生的冲击力大。

高速行驶的汽车发生碰撞或遇到意外紧急制动停止时，驾乘人员身体由于惯性作用会继续向前高速运动，使驾乘人员与车内的方向盘、挡风玻璃等发生碰撞造成伤害.安全带被称为汽车的“生命线”，它可将人束缚在座位上产生缓冲起保护作用。

现行高档轿车上还装有安全气囊系统，一旦车发生严重撞击时，气囊会自动弹出，使人不致撞到车身上，也起到了很好保护作用。

汽车高速行驶时安全带及安全气囊系统的保护作用就是应用了动量定理。

安全带给人施加一个力的作用可将人束缚在座位上，防止发生一次碰撞。

而安全气囊的弹出使人不能撞到车身上，二者都起到了缓冲作用，减轻人的伤害程度。

动量定理在生活中的应用在我们的日常生活中，物理学原理无处不在，动量定理就是其中一个重要的例子。

动量定理表述为：物体所受合外力的冲量等于它的动量的增量。

虽然这个定义听起来有些复杂，但其实在生活中有着许多简单易懂且实用的应用。

先来说说体育运动。

以篮球为例，当球员投篮时，他们会通过手臂的动作给篮球施加一个力，使篮球在短时间内获得一定的速度和动量。

而防守球员在封盖投篮时，会用手掌快速地击打篮球，这个瞬间的力可以改变篮球的运动状态，使其偏离原来的轨迹。

这其中就涉及到动量定理。

同样的，在足球比赛中，守门员接球时，不会直接用手去硬挡高速飞来的足球，而是通过双手向后缓冲来延长足球与手接触的时间，从而减小足球对手的冲击力。

因为根据动量定理，冲量等于力乘以时间，当冲量一定时，时间越长，力就越小。

交通领域也是动量定理大显身手的地方。

汽车的安全气囊就是一个很好的例子。

在汽车发生碰撞的瞬间，车速急剧降低，车内人员由于惯性会继续向前运动。

这时，如果没有安全气囊的缓冲，人员会以较大的力量撞击到车内的硬物上，造成严重伤害。

而安全气囊在碰撞时迅速弹出，增加了人员与障碍物接触的时间，从而减小了冲击力。

安全带的作用也是类似的，它可以阻止乘客在碰撞瞬间向前飞出，通过增加作用时间来减小冲击力。

在日常生活中的一些小细节里，动量定理也在发挥作用。

比如我们拿鸡蛋时，如果不小心让鸡蛋从手中滑落，通常会下意识地用手去接。

这时，我们不会用手掌直接去挡，而是顺着鸡蛋下落的方向去接，这样可以增加鸡蛋与手接触的时间，减小冲击力，从而减少鸡蛋破碎的可能性。

再看建筑施工方面。

工人在使用榔头敲击钉子时，榔头的质量较大，挥动榔头时速度也较快，当榔头撞击钉子时，在极短的时间内给钉子施加了一个很大的力，使钉子能够进入木材或墙壁。

而在拆除建筑物时，使用大型的破拆机械，其前端的冲击锤质量巨大，通过高速运动撞击建筑物，能够产生巨大的冲击力，实现高效的拆除作业。

在工业生产中，动量定理同样有着广泛的应用。

物理动量定理在高考中的应用动量定理在物理高考中的应用动量定理是力对时间的累积效应，改变物体的动量。

它可以广泛使用。

它的研究对象可以是单个物体，也可以是一个物质系统。

它不仅适用于恒力的情况，也适用于变力的情况。

特别是动量定理在解决作用时间短、受时变力冲击碰撞等问题时，比牛顿定律方便得多。

本文试从几个角度谈动量定理的应用。

[1.用动量定理解释生活中的现象][例1]将垂直放置的粉笔压在纸条的一端。

如果要从粉笔下面拉出纸条，保证粉笔不掉下来，应该慢慢小心还是快速拉出纸条？说明原因。

【解析】当从粉笔下面拉出纸条时，粉笔受到纸条施加在上面的滑动摩擦g，方向是沿着纸条的方向。

无论是快速拉出纸条还是缓慢拉出纸条，在水平方向施加在粉笔上的摩擦力大小保持不变。

在拉出纸条的过程中，粉笔受到摩擦力的时间用t表示，施加在粉笔上的摩擦力的冲量为mgt，粉笔处于静止状态，初始动量为零，粉笔的最终动量用mv表示。

根据动量定理，有33333如果慢慢拉出音符，音符在粉笔上的作用时间会更长，音符摩擦力对粉笔的冲击会更大，粉笔的动量会发生很大的变化，使粉笔底部获得一定的速度。

由于惯性，粉笔的上端还没来得及移动，粉笔就掉了下来。

如果在很短的时间内拉出纸条，纸条对粉笔的摩擦冲量很小，粉笔的动量几乎不变。

粉笔的动量变化很小，粉笔几乎不动，粉笔也不会掉下来。

[2.用动量定理解决曲线运动问题]【例2】如果一个质量为1公斤的物体以速度v0级抛出，抛出后5 s内没有着地与其他物体碰撞，计算其动量在5 s内的变化(g=10 m/s2)。

【解析】求最终动量，然后求它与初始动量的矢量差，是极其繁琐的。

因为平抛出来的物体只受重力作用，是一个恒力，所需动量的变化等于重力的冲量。

然后p=Ft=mgt=1105=50kg？男/女.【注释】用P=MV-MV0计算P时，初速度和终速度必须在同一直线上。

如果它们不在同一条直线上，就要考虑用矢量定律或动量定理P=ft求解P用I=F？t冲量，f一定是恒力，如果f是变力，我们需要用动量定理I= p来求解I。

一、“解题快手”动量定理的应用题点(一) 应用动量定理解释生活中的现象[例1] 如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以( )A ．减小球的动量的变化量B ．减小球对手作用力的冲量C ．减小球的动量变化率D ．延长接球过程的时间来减小动量的变化量[解析] 选C 篮球运动员接传来的篮球时，不能改变动量的变化量，A 、D 错误；根据动量定理，也不能改变冲量，B 错误；由于延长了作用时间，动量的变化慢了，C 正确。

题点(二) 应用动量定理求作用力和冲量[例2] (2015·重庆高考)高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)，此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( ) A.m 2gh t＋mg B.m 2gh t －mg C.m gh t ＋mg D.m gh t －mg[解析] 选A 方法一：设高空作业人员自由下落h 时的速度为v ，则v 2＝2gh ，得v ＝2gh ，设安全带对人的平均作用力为F ，由牛顿第二定律得F －mg ＝ma又v ＝at ，解得F ＝m 2ght ＋mg 。

方法二：由动量定理得(mg －F )t ＝0－m v ，得F ＝m 2gh t＋mg 。

选项A 正确。

题点(三) 动量定理和F -t 图像的综合[例3] [多选](2017·全国卷Ⅲ)一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。

F 随时间t 变化的图线如图所示，则( )A ．t ＝1 s 时物块的速率为1 m/sB ．t ＝2 s 时物块的动量大小为4 kg·m/sC ．t ＝3 s 时物块的动量大小为5 kg·m/sD ．t ＝4 s 时物块的速度为零[解析] 选AB 法一：根据F -t 图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F 的冲量，可知在0～1 s 、0～2 s 、0～3 s 、0～4 s 内合外力冲量分别为2 N·s 、4 N·s 、3 N·s 、2 N·s ，应用动量定理I ＝m Δv 可知物块在1 s 、2 s 、3 s 、4 s 末的速率分别为1 m/s 、2 m/s 、1.5 m/s 、1 m/s ，物块在这些时刻的动量大小分别为2 kg·m/s 、4 kg·m/s 、3 kg·m/s 、2 kg·m/s ，则A 、B 项正确，C 、D 项错误。

《动量定理》动量定理，生活实例在我们的日常生活中，物理学的原理无处不在，其中动量定理就是一个非常重要的概念。

动量定理指出，合外力的冲量等于物体动量的增量。

虽然这个定义听起来有些抽象，但通过许多常见的生活实例，我们可以更好地理解和感受它的实际应用。

想象一下，你正在打篮球。

当你用力将篮球投向篮筐时，篮球会以一定的速度和力量飞行。

在这个过程中，你的手对篮球施加了一个力，并且作用了一段时间。

根据动量定理，这个力与作用时间的乘积（也就是冲量）决定了篮球离开手时的动量。

如果你用更大的力量或者更长的时间去投球，篮球就会获得更大的动量，飞得更快更远。

再比如，汽车的安全气囊。

当汽车发生碰撞时，车内的人员会因为惯性继续向前运动。

如果没有安全气囊的缓冲，人员会在短时间内受到很大的冲击力，可能导致严重的伤害。

而安全气囊在碰撞瞬间迅速充气弹出，增加了人员与障碍物之间的作用时间。

根据动量定理，作用时间增加，冲击力就会减小，从而减轻了对人员的伤害。

还有一个常见的例子是跳远。

运动员在起跳前会先助跑一段距离，助跑的目的是为了在起跳时获得更大的速度，从而拥有更大的动量。

当运动员起跳后，在空中无法再获得向前的动力，但由于起跳时具有的动量，他们能够在空中向前飞行一段距离。

我们来详细分析一下跳远这个例子。

运动员助跑时，通过不断地加速，增加了自身的速度，进而增加了动量。

当他们起跳的瞬间，脚蹬地的力量产生了一个向上的冲量，使身体获得向上的速度和高度。

在空中，水平方向的动量保持不变，因为没有水平方向的外力作用。

而垂直方向则受到重力的作用，速度逐渐减小，直至落地。

另一个有趣的例子是蹦床。

当一个人从高处跳到蹦床上时，蹦床会下陷，延长了人从接触蹦床到速度减为零的时间。

根据动量定理，作用时间延长，人受到的平均冲击力就会减小。

同时，当人被蹦床弹起时，蹦床施加给人的力又使人获得了向上的动量，从而能够再次弹起。

在体育运动中，动量定理的应用还有很多。

比如拳击比赛，拳击手出拳时需要快速而有力，以在短时间内给对手施加较大的冲量，使其受到较大的冲击力。

《动能和动量定理》动量定理，生活实例《动能和动量定理：动量定理，生活实例》在我们的日常生活中，物理学的原理无处不在，其中动能和动量定理扮演着重要的角色。

虽然这些概念听起来可能有些高深，但实际上，它们在许多常见的现象和活动中都有着明显的体现。

首先，让我们来了解一下什么是动量定理。

动量定理指出，合外力的冲量等于物体动量的增量。

用公式表示就是：＄F ＼Delta t ＝＼Delta p$，其中$F$是合外力，＄＼Delta t$是作用时间，＄＼Delta p$是动量的变化量。

想象一下这样一个场景：一个足球运动员在罚点球时，会用很大的力量在短暂的时间内踢球。

这是因为他知道，要让球获得较大的速度和动量，就需要在短时间内施加一个较大的力。

当球被踢出后，它具有一定的动量，如果没有外力的作用，球将沿着直线运动。

再比如，我们在开车的时候，如果突然遇到紧急情况需要刹车。

刹车系统会施加一个阻力，使车辆在一定的时间内停下来。

这个过程中，刹车的力和刹车的时间共同决定了车辆动量的变化。

如果刹车的力越大，或者刹车的时间越长，车辆停下来的速度就越快，从而降低事故发生的可能性。

在交通事故中，动量定理也有着重要的应用。

当两辆车发生碰撞时，碰撞瞬间的冲击力是非常大的。

这是因为车辆在碰撞前具有一定的速度和动量，而碰撞时它们的动量在短时间内发生了巨大的变化。

车辆的速度越快、质量越大，碰撞时产生的冲击力也就越大，造成的损害也就越严重。

在体育运动中，还有一个常见的例子就是拳击。

拳击手出拳时，会迅速地将手臂伸展，在很短的时间内施加一个较大的力。

这样，拳头就具有了较大的动量，可以对对手造成更大的打击。

而且，拳击手在防守时，会通过移动身体来延长受力时间，从而减小受到的冲击力，保护自己免受严重的伤害。

在建筑工地上，起重机吊起重物的过程也涉及到动量定理。

起重机的钢索会逐渐施加拉力，使重物的速度逐渐增加，从而改变重物的动量。

在放下重物时，起重机也会缓慢地减小拉力，以控制重物的下落速度，确保安全。

高中物理动量定理在碰撞问题中的应用在高中物理的学习中，动量定理是一个非常重要的知识点，特别是在解决碰撞问题时，它具有广泛的应用。

动量定理揭示了物体在受到外力作用时，其动量的变化与外力的冲量之间的关系。

首先，让我们来回顾一下动量定理的基本内容。

动量定理表述为：合外力的冲量等于物体动量的变化量。

其数学表达式为：＄I ＝＼Delta p$ ，其中＄I$ 表示合外力的冲量，＄＼Delta p$ 表示动量的变化量。

冲量＄I$ 等于合外力＄F$ 与作用时间＄t$ 的乘积，即＄I ＝ Ft$ 。

动量＄p$ 则等于质量＄m$ 与速度＄v$ 的乘积，即＄p ＝ m v$ 。

在碰撞问题中，由于碰撞过程往往时间极短，相互作用力极大，我们很难直接去分析碰撞过程中力的变化情况。

但通过动量定理，我们可以绕过这个复杂的过程，直接关注碰撞前后物体动量的变化。

例如，当两个质量分别为＄m_1$ 和＄m_2$ ，速度分别为＄v_1$ 和＄v_2$ 的物体发生正碰时，假设碰撞后它们的速度分别变为＄v_1'＄和＄v_2'＄。

根据动量守恒定律，有＄m_1 v_1 ＋ m_2 v_2＝ m_1 v_1' ＋ m_2 v_2'＄。

但如果我们想进一步了解碰撞过程中的细节，比如碰撞时间、碰撞力的大小等，动量定理就发挥了重要作用。

假设碰撞时间为＄t$ ，那么对于物体 1 ，其受到的合外力的冲量为＄F_1 t$ ，根据动量定理，有＄F_1 t ＝ m_1 （v_1' v_1)＄；对于物体 2 ，同理有＄F_2 t ＝ m_2 （v_2' v_2)＄。

通过这些式子，我们可以计算出碰撞过程中平均作用力的大小。

比如，如果已知碰撞前后的速度以及碰撞时间，就可以求出碰撞过程中的平均作用力。

再来看一个实际的例子。

假设一辆质量为＄m_1$ 的汽车以速度＄v_1$ 行驶，与一辆静止的质量为＄m_2$ 的汽车发生碰撞，碰撞后两车结合在一起共同运动，速度为＄v$ 。

高考物理应用动量定理解释生活现象动量定理是物理学中重要的定律之一，它描述了物体在外力作用下产生的动量变化。

在日常生活中，我们可以通过动量定理来解释一些常见的生活现象，例如汽车碰撞、跳起接球等。

一、汽车碰撞汽车碰撞是我们经常会遇到的事故。

根据动量定理，当两车相撞时，它们所受到的合外力会改变它们的动量，从而导致速度的变化。

考虑一个汽车碰撞的例子，车A和车B以不同的速度相向行驶，最终发生碰撞。

根据动量定理，我们可以得到以下公式：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中，m1和m2分别代表车A和车B的质量，v1和v2是碰撞前两车的速度，v1'和v2'是碰撞后两车的速度。

当两车碰撞前速度相等（v1 = -v2）时，根据动量守恒定律，碰撞后两车的速度相等并且方向相反（v1' = -v2'）。

汽车碰撞这一生活现象可以通过动量定理来解释：当两车发生碰撞时，它们所受到的合外力导致了动量的改变，使得车辆的速度发生变化。

二、跳起接球在篮球、足球等运动中，我们经常会见到运动员跳起接球的情景。

通过动量定理，我们可以解释运动员跳起接球的原理。

根据动量定理，动量的改变等于所受到的合外力乘以时间。

在跳起接球的过程中，运动员的重心发生变化，但整体的动量必须守恒。

当运动员跳起时，他们脚下施加的力使得身体向上加速，而自身的重力则使得身体向下加速。

这两个力的合力与运动员的质量成正比，根据牛顿第二定律（F = ma），可得合外力与加速度成正比。

由于加速度与时间成反比，因此跳起的时间越短，所受的合外力就越大。

运动员跳起接球这一现象可以通过动量定理来解释：当运动员跳起时，他们所受到的合外力（脚下施加的力与重力的合力）改变了动量，使得他们能够在空中保持平衡并完成接球动作。

总结：通过动量定理，我们可以解释一些常见的生活现象，如汽车碰撞和跳起接球。

动量定理告诉我们，外力对物体的影响会导致动量的改变，从而产生一系列的现象。