专题二 课时2 动量-【核动力】2023高考物理大二轮复习高考必备A计划之专题复习（新教材）

课时２　动　量 题型一　动量定理及应用 【方法解读】 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 图像法 FＧt图线与时间轴围成的面积表示力的冲 量．若FＧt成线性关系,也可直接用平均力 求解 ２．动量定理的应用技巧 (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)在电磁感应问题中,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) (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　利用动量定理解决“流体液柱”类问题 [真题体验] 　(２０２１􀅰福建卷,４)福建属于台风频发 地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响．已 知１０级台风的风速范围为２４．５m/s~２８．４m/s, １６级台风的风速范围为５１．０m/s~５６．０m/s． 若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则 １６级台风对该交通标志牌的作用力大小约为 １０级台风的 (　　) A．２倍 B．４倍 C．８倍 D．１６倍 【思路点拨】　应用动量定理处理流体冲击力问 题的分析思路: 研究 对象 流体类:液体流、气体流等,通常已知密度ρ 微粒类:电子流、光子流、尘埃等,通常给出单位 体积内粒子数n 分析 步骤 ①构建“柱状”模型:沿流速v的方向选取一段小 柱体,其横截面积为S ②微元研究 小柱体的体积ΔV＝vSΔt 小柱体质量m＝ρΔV＝ρvSΔt 小柱体粒子数N＝nvSΔt 小柱体动量p＝mv＝ρv２SΔt ③建立方程,应用动量定理FΔt＝Δp研究 [模拟训练] １．(２０２２􀅰山东济宁高三质检)(多 选)“娱乐风洞”是一项新型娱乐 项目,在一个特定的空间内通过 风机制造的气流把人“吹”起来, 使人产生在天空翱翔的感觉．其 简化模型如图所示,一质量为 m 的游客恰好静止在直径为d 的圆 柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客受风 面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S,风 洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加 速度为g．假设气流吹到人身上后速度变为零, 则下列说法正确的是 (　　) A．气流速度大小为 mg ρS B．单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积 为 mgS ρ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —６２— 大二轮复习 A计划􀅰物理 C．单位时间内风机做的功为πd ２ ８ m３g３ ρS３ D．若风速变为原来的１２ ,游客开始运动时的加 速度大小为１ ２g 考向二　利用动量定理处理“STSE”类问题 [真题体验] 　(２０２２􀅰湖南卷,１４)如图(a),质量为m 的篮球从离地H 高度处由静止下落,与地面发 生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处． 设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮 球所受重力的λ倍(λ为常数且０＜λ＜H－hH＋h ), 且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率 之比相同,重力加速度大小为g． (１)求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率 之比; (２)若篮球反弹至最高处h时,运动员对篮球施 加一个向下的压力F,使得篮球与地面碰撞一 次后恰好反弹至h的高度处,力F 随高度y 的 变化如图(b)所示,其中h０ 已知,求F０ 的大小; (３)篮球从 H 高度处由静止下落后,每次反弹 至最高点时,运动员拍击一次篮球(拍击时间极 短),瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量 I,经过N 次拍击后篮球恰好反弹至H 高度处, 求冲量I的大小． 【思路点拨】　本题需要抓住空气阻力方向始终 与运动方向相反,篮球每次碰地过程中碰后速 率与碰前速率之比不变,第(１)(２)问逐步分析 过程即可．第(３)问是多次拍击问题,而且碰地 动能损失不同,不能全过程分析,故只能一次一 次分析归纳总结找到规律解题． [模拟训练] ２．生活中常出现手机滑落而导