2024届高考物理二轮复习导学案：专题05动量 第1讲 动量定理

HKA　　　 　　 　　　 高三物理二轮复习导学案 编号 ER－016 微专题05 动量守恒定律 第1讲 动量定理 2024 .03. 04 1．掌握动量的含义及动量的计算；掌握冲量的含义及计算； 2．理解动量定理，会应用动量定理解决一些实际问题。 考向1 动量、冲量等物理量的计算 1．动量定理 (1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量． (2)表达式：F合·t＝Δp＝p′－p. (3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理． 2．动量定理的三大应用 (1)用动量定理解释现象 ①物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小．如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎。 ②作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小． (2)应用I＝Δp求变力的冲量． (3)应用Δp＝F·Δt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量． [例1] 用质量为m的小铁锤以速度v1向下击打一块质量为M的砖块(击打时间极短)，击打后，小铁锤以v1的速率反向弹回，已知砖块受到击打后在手中的缓冲时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A.在击打过程中，铁锤所受合外力的冲量大小为mv1 B.在击打过程中，铁锤重力的冲量大小为mgt C.砖块缓冲过程中，对手的压力大小为Mg D.砖块缓冲过程中，对手的压力大小为Mg＋ 考向2 流体的柱状模型 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内通过某一截面积为S的横截面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变化量，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. [例2] (2023·江苏南通市期末)湖面上有帆船正以速度v1匀速顺风航行。已知该船帆的有效受风面积为S，水平风速恒为v2，且v1＜v2，湖面上空气密度为ρ。则风对船帆的推力的功率为(　　) A．ρSv22 B．ρS(v2－v1)2 C．ρS(v2－v1)2v1 D．ρS(v2－v1)2v2 考向3 动量定理在电磁感应问题中的应用 电磁感应问题中，,若导体棒或金属框在安培力作用下做非匀变速直线运动，往往需要用动量定理求解电荷量，运动时间，速度与位移等物理量。 需要注意的是：动量定理F合Δt=Δp中，F合是时间Δt内的平均值. [例3] (2023·海南卷)如图7所示，U形金属杆上边长为L＝15 cm，质量为m＝1×10－3 kg，下端插入导电液体中，导电液体连接电源，金属杆所在空间有垂直纸面向里大小为B＝8×10－2 T的匀强磁场。 (1)若插入导电液体部分深h＝2.5 cm，闭合电键，金属杆飞起后，其下端离液面最大高度H＝10 cm，设离开导电液体前杆中的电流不变，求金属杆离开液面时的速度大小和金属杆中的电流有多大(g＝10 m/s2)； (2)若金属杆下端刚与导电液体接触，改变电动势的大小，通电后金属杆跳起高度H′＝5 cm，通电时间t′＝0.002 s，求通过金属杆横截面的电荷量。 1、冲量的计算方法 公式法 I＝FΔt，此方法仅适用于求恒力的冲量，无需考虑物体的运动状态 图像法 F－t图像与t轴围成的面积表示冲量，此法既可以计算恒力的冲量，也可以计算变力的冲量 平均值法 若方向不变的变力大小随时间均匀变化，即力为时间的一次函数，则力F在某段时间t内的冲量I＝t 动量定理法 根据物体动量的变化量，由I＝Δp求冲量，多用于求变力的冲量 2、动量定理的应用技巧 ①研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统。 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时间内的平均力。 ⑤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。 1．(2023·江苏扬州高三开学考试)小明在桌子边缘用一物块压着一张纸，如图1所示，现欲向外把纸拉走，而让物块留在桌上，实验时发现纸拉得越快，物块在桌面上越稳定，则以下说法正确的是(　　) A.纸拉得越快，纸对物块的摩擦力越小 B.纸拉得越快，物块惯性越大，所以越稳定 C.纸拉得越快，物块获得的最大速度越小，越不容易滑出桌面 D.无论拉纸的力如何，物块和纸总会有相对运动，最终物块总可以留