第9课时 动量-（配套课件）2022新高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（津鲁琼辽鄂）

专题二　能量与动量 第9课时　动量 命题规律 1.命题规律：(1)动量定理及应用； (2)动量守恒定律及应用； (3)碰撞模型及拓展. 2.常考题型：选择题、计算题. 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　动量定理及应用 高考题型2　动量守恒定律及应用 专题强化练 高考预测 高考题型3　碰撞模型及拓展 3 1.冲量的三种计算方法 高考题型1 动量定理及应用 公式法 I＝Ft适用于求恒力的冲量. 动量定理法 多用于求变力的冲量或F、t未知的情况. 图像法 F－t图线与时间轴围成的面积表示力的冲量.若F－t成线性关系，也可直接用平均力求解. 2.动量定理 (1)公式：FΔt＝mv′－mv (2)应用技巧 ①研究对象可以是单一物体，也可以是物体系统. ②表达式是矢量式，需要规定正方向. ③匀变速直线运动，如果题目不涉及加速度和位移，用动量定理比用牛顿第二定律求解更简捷. ④在变加速运动中F为Δt时间内的平均冲力. ⑤电磁感应问题中，利用动量定理可以求解时间、电荷量或导体棒的位移. 3.流体作用的柱状模型 对于流体运动，可沿流速v的方向选取一段柱形流体，设在极短的时间Δt内通过某一横截面S的柱形流体的长度为Δl，如图1所示.设流体的密度为ρ，则在Δt的时间内流过该横截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt，根据动量定理，流体微元所受的合外力的冲量等于该流体微元动量的增量，即FΔt＝ΔmΔv，分两种情况：(以原来流速v的方向为正方向) 图1 (1)作用后流体微元停止，有Δv＝－v，代入上式有F＝－ρSv2； (2)作用后流体微元以速率v反弹，有Δv＝－2v，代入上式有F＝－2ρSv2. 例1　(2020·全国卷Ⅰ·14)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是 A.增加了司机单位面积的受力大小 B.减少了碰撞前后司机动量的变化量 C.将司机的动能全部转换成汽车的动能 D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 √ 考向一　动量定理对生活现象的解释 解析　汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触.司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp＝FΔt知，司机所受作用力减小；又知安全气囊打开后，司机受力面积变大，因此减小了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为内能.综上所述，选项D正确. 例2　(2019·全国卷Ⅰ·16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg 考向二　动量定理的定量计算 √ 例3　对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质.正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量.为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变.利用所学力学知识，推导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系.(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明) 考向三　流体及尘粒柱状模型的应用 解析　如图所示，一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量ΔI＝2mv，以器壁上面积为S的部分为底、vΔt为高构成柱体，由题设可知，其内有 的粒子在Δt时间内与器壁上面积为S的部分发生碰撞， 1.判断守恒的三种方法 (1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为0，如光滑水平面上的板－块模型、电磁感应中光滑导轨上的双杆模型. (2)近似守恒：系统内力远大于外力，如爆炸、反冲. (3)某一方向守恒：系统在某一方向上所受外力的合力为0，则在该方向上动量守恒，如滑块－斜面(曲面)模型. 高考题型2 动量守恒定律及应用 2.动量守恒定律的三种表达形式 (1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，作用前的动量之和等于作用后的动量之和(用的最多). (2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向. (3)Δp＝0，系统总动量的增量为零. 例4　(多选)(2020·全国卷Ⅱ·21)水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把