第一章 动量守恒定律 习题课1 动量定理的应用-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册人教版2019安徽版（课件）

第一章 动量守恒定律 习题课1　动量定理的应用 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 1 核心 目标 1. 掌握动量定理，理解其确切含义，理解动量定理与牛顿第二定律的一致性． 2. 能够利用动量定理解决多过程问题、估算问题、“流体模型”问题，会用动量定理求解常见的力学问题． 关键能力 • 拓展应用 2. 动量定理只涉及初、末状态的动量mv、mv′及过程量I，对于加速度、位移等全都不必考虑，解答更简便，因此应优先选用． (1) 运用I＝Δp求变力的冲量 如果物体受到大小或方向改变的力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量Δp，等效代换为力的冲量I. (2) 运用Δp＝FΔt求动量的变化量． 对于变力，F-t图像中曲线下的面积就是冲量．处理变力问题时，式中的 F 应该理解为变力在作用时间内的平均值． 1 动量定理的理解 典题固法 关键能力•拓展应用 (2023·桐城中学)下列关于冲量和动量的说法中正确的足 (　　) 1 A B. 一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零 C. 易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量 D. 物体在运动过程中，如果物体的动量保持不变，则物体的机械能也保持不变 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 一个物体静止于光滑水平面上，同时受到在一条直线上的两个力F1和F2的作用，F1和F2与时间t的关系如图所示，则物体速率最大的时刻和物体的最大动量是 (　　) A. 10 s末，120 kg·m/s B. 20 s末，60 kg·m/s C. 20 s末，240 kg·m/s D. 10 s末，60 kg·m/s 2 D 解析：当合外力为零的时候，加速度为零，速度达到最大值，由图像可以看出，10 s末时，速度达到最大值，此时物体的最大动量为Δp＝F合·t＝6×10 kg·m/s＝60 kg·m/s，故D正确． 典题固法 关键能力•拓展应用 对于多过程问题，可分过程使用动量定理，也可全过程使用动量定理解决问题． 2 动量定理在多过程中的应用 典题固法 关键能力•拓展应用 (2023·亳州期末)质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.5 s，安全带自然长度为5 m，取g＝10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小约为 (　　) A. 500 N B. 1 100 N C. 600 N D. 1 000 N 3 D 典题固法 关键能力•拓展应用 3 用动量定理处理流体相关问题 流体及其特点 通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”，质量具有连续性，通常给出流体密度ρ 分析步骤 (1) 建立“柱体”模型，沿流速v的方向选取一段柱形流体，其横截面积为S (2) 微元研究，作用时间Δt内的一段柱形流体的长度为Δl，对应的质量为Δm＝ρSvΔt (3) 建立方程，运用动量定理研究这段柱形流体 典题固法 关键能力•拓展应用 流体模型的处理方法 1. 研究对象 需要选取流体为研究对象，如水、空气等． 2. 研究方法 隔离出一定形状的一部分流体作为研究对象，然后列式求解． 典题固法 关键能力•拓展应用 3. 思路 (1) 在极短时间Δt内，取一小柱体作为研究对象． (2) 求小柱体的体积ΔV＝vSΔt. (3) 求小柱体质量Δm＝ρΔV＝ρvSΔt. (4) 求小柱体的动量变化 Δp＝vΔm＝ρv2SΔt． (5) 运用动量定理FΔt＝Δp. 典题固法 关键能力•拓展应用 超强台风山竹于2018年9月16日前后来到我国广东中部沿海登陆，其风力达到17级超强台风强度，风速60 m/s左右，对固定建筑物破坏程度非常巨大．请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)的大小关系，假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v的关系式为(　　) 4 B 解析：设t时间内吹到建筑物上的空气质量为m，则m＝ρSvt，根据动量定理－Ft＝0－mv＝0－ρSv2t，解得F＝ρSv2，故B正确． 典题固法 关键能力•拓展应用 1. 对不涉及加速度和位移的力与运动的关系问题，运用动量定理不需要考虑运动过程的细节． 2. 在运用动量定理解题时，需要表达物体(沿某方向)受到的合冲量，所以应对物体认真进行受力分析，不应有力的遗漏． 3. 当合力远大于重力时，可忽略重力的冲量． 4. 对于变力的冲量，常通过动量定理来计算． 4 动量定理的综合应用 典题固法 关键能力•拓展应用 如图甲所示是我国首艘“海上飞船”——“翔州1号”．该飞艇在平静的水面由静止开始在水平面上沿