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音士数△担到
物理·选择性必修第一册(配K版
章末整合提升
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中体系构建
定义:
质量与速度的乘积,p=
mo
单位:kgm/s,且1kgm/s=1Ns
动量
动量与动量守恒定律
矢量:方向与
同向
动量的变化y=p'一P,遵守矢量运算法则
定义:力和力的作用时间的乘积,I=Ft
冲量
矢量:恒力冲量的方向与恒力的方向相同
内容:合力的冲量等于动量的变化
动量定理
表达式:p一p=I
应用(只限一维情况)
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表达式:
Pp1+P2=p'1+p'2
不受外力
动量守恒定律
合外力为零
条件
某个方向上合外力为零
动量与动量守恒定律
内力远大于外力
遵守动量守恒定律
完全弹性碰撞
遵守机械能守恒定律
遵守动量守恒定律
碰撞与反冲完全非弹性碰撞
机械能损失最多
产生反冲现象的原理:动量守恒
反冲运动
在生产、生活、科技中的应用
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中综合应用
一、用动量定理处理连续流体问题
例①
在采煤方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下。
今有一采煤高压水枪,设水枪喷水口横截面积S=6cm2,由枪口喷出的高压水
流流速为v=60m/s,设水的密度p=1×103kg/m3,水流垂直射向煤层并原速弹
回,试求煤层表面可能受到的最大平均冲击力。
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解析
设在△t内射到煤层上的水的质量为m,则m=pS△t,设煤层对水
的平均冲击力为F,规定F、的方向为正方向,由动量定理得
FSAt-=pSv'At-(-pSv'AN)=2pSv'At
故F=2pSv2=2×1×103×6×104×602N=4.32X103N
由牛顿第三定律知煤层受到的平均冲击力大小为4.32×103N,这即是煤层
受到的最大平均冲击力。
答案14.32×103N
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●
核心素养思维升华
应用动量定理分析连续体相互作用问题的方法是微元法,具体步骤为:
(1)确定一小段时间△1内的连续体为研究对象。
(2)写出△t内连续体的质量△m与△r的关系式。
(3)分析连续体的受力情况和动量变化。
(4)应用动量定理列式、求解。
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二、动量守恒定律应用中的临界问题
例2甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均
为6/s。甲车上有质量为m=1kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球的总
质量为M1=50kg,乙和他的车总质量为M2=30kg。现为避免相撞,甲不断地
将小球以相对地面16.5/s的水平速度抛向乙,且被乙接住,假设某一次甲将小
球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞,此时:
M
M,
(1)两车的速度各为多少?
(2)甲总共抛出了多少个小球?
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[审题指导]
关键词
信息
甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证
甲和小车与乙和小车具有共同速度
两车不致相撞
甲不断地将小球以相对地面16.5m/s的
每一个小球被乙接收后,求出最终的动
水平速度抛向乙
量变化
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[解析
两车刚好不相撞的条件是某次甲抛出球后的速度与乙接住该球后的
速度相等。无论是甲抛球的过程,还是乙接球的过程,或是整个过程动量均守恒。
()甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量守恒,沿甲车的运动方向,甲不断
抛球、乙接球后,当甲和小车与乙和小车具有共同速度时,可保证刚好不撞,设
共同速度为0,则:
M1w1-M2w1=(M1+M2)w
M-Ln=20×6ms=1.5m/so
M1+M21=80
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宫士数△山
(2)这一过程中乙小孩及车的动量变化为
p=30×6-30×(-1.5)kgm/s=225kgm/s
每一个小球被乙接住后,最终的动量变化为
p1=(16.5×1一1.5×1)kgm/s=15kgm/s
故小球个数为一出-治=15个。
[答案1()1.5m/s1.5m/s(2)15个
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