第1章 微专题1 动量定理的应用-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案配套PPT课件（人教版，江苏）

微专题1　动量定理的应用 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 关键能力 合作探究 课堂检测 巩固演练 课时作业 素养达标 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 动量定理在“流体柱状”模型中的应用 1．流体特点 所谓“流体”问题是指作用对象是连续不断的无数微粒，如风、水流、光子流、尘埃等，具有流动性、分散性，没有固定的形体的特点，处理时采用微元法，取一个质量微元Δm构建物理模型进行研究。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 2．模型构建 对于流体运动，可沿流速v的方向选取一段柱状流体，设在极短的时间Δt内通过某一横截面积为S的柱状流体的长度为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。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 分两种情况： (1)作用后流体微元静止，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。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 　 水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层。设水柱直径d＝30 cm，水速v＝50 m/s，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小。(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3) [答案]　1.77×105 N 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 [解析]　设在一小段时间Δt内，从水枪射出的水的质量为Δm，则Δm＝ρSvΔt。以Δm的水为研究对象，如图所示，它在Δt时间内的动量变化量 Δp＝Δm(0－v)＝－ρSv2Δt。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 B 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 解析：设t时间内吹到建筑物上的空气质量为m，则m＝ρSvt，根据动量定理有－Ft＝0－mv＝0－ρSv2t，得F＝ρSv2，故选项B正确。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 D 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 1．动量定理的使用具有普遍性，不论物体的轨迹是直线还是曲线，是恒力还是变力，是单个物体还是物体系，是宏观还是微观，都是适用的。 2．应用动量定理解决多过程问题时要选好受力物体和研究过程，当物体所受各力的作用时间不相同且间断作用时，应用动量定理解题时对全过程列式较为简单。在解题时要树立整体优先的意识。 应用动量定理解决多过程问题 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 　 质量为0.5 kg的弹性小球，从1.25 m高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为0.8 m。设碰撞时间为0.1 s，g取10 m/s2，求小球对地板的平均作用力。 [思路点拨]　(1)小球碰撞地板前做自由落体运动，碰撞地板后做竖直上抛运动。 (2)小球碰撞地板时受地板作用力和自身重力。 (3)小球对地板的平均作用力与地板对小球的平均作用力是作用力与反作用力。 [答案]　50 N，方向竖直向下 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 小球与地板碰撞过程中受力情况如图所示，取竖直向上为正方向。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 名师点评 应用动量定理解决多过程问题 1.列方程前首先选取正方向。 2.分析速度时一定要选取同一参考系，一般是选地面为参考系。 3.公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式求解，且要注意动量的变化量是末动量减去初动量。　 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 B 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 4.如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度为零然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F1。在整个过程中，重力对滑块的总冲量为 (　　) A．mg sin θ·(t1＋t2) B．mg sin θ·(t1－t2) C．m