专题1 动量定理解流体问题（课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

第一章：专题1 动量定理解流体问题 高中物理选择性必修第一册 主讲老师：××× 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第一册 模型建构 题型突破 模型建构 第一部分 流体模型 01. 高中物理选择性必修第一册 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，通常已知密度ρ 分析 步骤 1 建立“柱状模型”，沿流速v的方向取一段柱形流体，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，应用动量定理FΔt=ΔmΔv研究这段柱状流体 v Δt S 高中物理选择性必修第一册 1.确定Δm与Δt、液体的速度、密度等关系。 2.确定Δm作用前后速度的变化。 3.Δt趋近零时，Δm很小，所受重力一般不计。 解题关键 02. 微粒模型 03. 高中物理选择性必修第一册 微粒及其特点 通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”， 质量具有独立性，通常给出单位体积内粒子数n 分析 步骤 ①建立“柱体”模型，沿运动的方向选取一段微元， 柱体的横截面积为S；②微元研究，作用时间Δt内 一段柱形流体的长度为Δl，对应的体积为ΔV＝SvΔt，则微元内的粒子数N＝nvSΔt；③先应用动量定理研究单个粒子，建立方程，再乘以N计算。 两类情景 04. 高中物理选择性必修第一册 1.吸收型：作用后流体微元停止 有Δv＝－v，代入上式有F＝－ρSv2； 2.反弹型：作用后流体微元以速率v反弹 有Δv＝－2v，代入上式有F＝－2ρSv2。 题型突破 第二部分 例题1 例题精选 01. 【参考答案】B 高中物理选择性必修第一册 （2019·全国·高考真题）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg 解析 例题精选 02. 高中物理选择性必修第一册 设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，， 可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B． 例题2 例题精选 03. 【参考答案】C 高中物理选择性必修第一册 （2020·海南·高考真题）太空探测器常装配离子发动机，其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力，若某探测器质量为，离子以的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，流量为，则探测器获得的平均推力大小为（ ） A． B． C． D． 解析 例题精选 04. 高中物理选择性必修第一册 对离子，根据动量定理有 而 解得F=0.09N，故探测器获得的平均推力大小为0.09N，故选C。 例题3 例题精选 05. 【参考答案】D 高中物理选择性必修第一册 （2021·湖北·高考真题）抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g，出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（　　） A．40 B．80 C．120 D．160 解析 例题精选 06. 高中物理选择性必修第一册 设1分钟内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得 代入数据解得 故选C。 例题4 例题精选 07. 【参考答案】B 高中物理选择性必修第一册 （2021·福建·高考真题）福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　） A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 解析 例题精选 08. 高中物理选择性必修第一册 设空气的密度为，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为，在时间的空气质量为 假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零，对风由动量定理有可得 10级台风的风速，16级台风的风速，则有 故选B。 例题5 例题精选 09. 【参考答案】A 高中物理选择性必修第一册 （2007·重庆·高考真题）为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm．查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s．据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3）（ ） A．0.15Pa