9 专题二 第9讲　动量（课件）-【正禾一本通】2023高考物理高三二轮专题复习高效讲义（老高考）

2023版·物理 01专题热点整合 专题二　能量与动量 第9讲　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。 核心考点1　动量定理及应用 【突破核心知识】 1．动量定理 (1)表达式：FΔt＝mv′－mv，I＝p′－p (2)力的表达式：F＝eq \f(Δp,Δt) 2．应用动量定理解题的基本步骤 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。 【练透必考角度】 考向一　动量定理对生活现象的解释 1．(2020·全国卷Ⅰ)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 解析：选D。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。 考向二　动量定理的定量计算 2．(多选)(2022·全国乙卷)质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g＝10 m/s2。则(　　) A．4 s时物块的动能为零 B．6 s时物块回到初始位置 C．3 s时物块的动量为12 kg·m/s D．0～6 s时间内F对物块所做的功为40 J 解析：选AD。物块与地面间滑动摩擦力为f＝μmg＝2 N， 对物块在0～3 s内的运动过程，由动量定理可知(F－f)t1＝mv3， 得v3＝6 m/s， 3 s时物块的动量为p＝mv3＝6 kg·m/s， 设3 s后经过时间t′物块的速度第一次减为0，由动量定理可得 －(F＋f)t′＝0－mv3，解得t′＝1 s， 所以物块在4 s时速度减为0，此时物块的动能也为0，故A正确，C错误； 设0～3 s内物块的位移为x1，由动能定理可得(F－f)x1＝eq \f(1,2)mv32， 得x1＝9 m， 3～4 s过程中，对物块由动能定理可得 －(F＋f)x2＝0－eq \f(1,2)mv32， 得x2＝3 m， 4～6 s物块反向运动，物块的加速度大小为a＝eq \f(F－f,m)＝2 m/s2， 位移为x3＝eq \f(1,2)at32＝4 m<x1＋x2， 即6 s时物块没有回到初始位置，故B错误； 0～6 s内拉力所做的功为 W＝Fx1－Fx2＋Fx3＝40 J， 故D正确。 考向三　流体及尘粒柱状模型的应用 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) 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eq \f(1,6)的粒子在Δt时间内与器壁上面积为S的部分发生碰撞， 碰撞粒子总数N＝eq \f(1,6)n·SvΔt， Δt时间内粒子给器壁的冲量I＝N·ΔI＝eq \f(1,3)nSmv2Δt， 器壁上面积为S的部分受到粒子的压力F＝eq \f(I,Δt)， 则器壁单位面积所受粒子的压力f＝eq \f(F,S)＝eq \f(1,3)nmv2。 答案：f＝eq \f(1,3)nmv2 核心考点2　动量守恒定律及应用 【突破核心知识】 1．判断守恒的三种方法 (1)理想