专题2 第9课时 动量-（配套word）2022老高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁桂贵云川藏）

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． 高考题型1　动量定理及应用 1．冲量的三种计算方法 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． 图象法 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. 考向一　动量定理对生活现象的解释 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 答案　D 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． 考向二　动量定理的定量计算 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 答案　B 解析　设1 s时间内喷出的气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用力为F，由动量定理有Ft＝mv－0，则m＝＝ kg＝1.6×103 kg，选项B正确． 考向三　流体及尘粒柱状模型的应用 例3　(2021·河南驻马店市期末)2021年5月15日，“天问一号”探测器在火星成功着陆，中国成为第二个成功着陆火星的国家．假定火星上风速约为18 m/s，火星大气密度约为1.3×10－2 kg/m3，“祝融号”火星车迎风面积约为6 m2，风垂直吹到火星车上速度立刻减为零．则火星车垂直迎风面受到的压力约为(　　) A．1.4 N B．25 N C．140 N D．2 500 N 答案　B 解析　设t时间内吹到火星车上的气体质量为m，则 m＝ρSvt 根据动量定理－Ft＝0－mv，解得F≈25 N 根据牛顿第三定律，火星车垂直迎风面受到的压力约为25 N．故选B. 高考题型2　动量守恒定律及应用 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． 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． 考向一　动量守恒定律的应用 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，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追