专题：流体柱状模型 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件系统梳理了动量守恒定律中流体柱状模型的核心知识，通过“滴水穿石”探究引入，结合水滴冲击、水枪执法、瀑布冲击等实例，运用微元法构建“速度计算-质量确定-动量定理应用”的逻辑脉络，帮助学生形成完整知识体系。 其亮点在于以生活实例驱动科学探究，通过分层例题（基础计算、选择辨析、综合应用）和配套练习（火箭喷气、喷泉悬停），培养学生模型建构与科学推理能力。这种设计兼顾不同水平学生，助力教师精准复习，有效巩固知识。

第一章 动量守恒定律 专题1—流体柱状模型 高中物理 选必1 2026年5月20日7时37分 教师： 物理 新 课 标 五月 26 2026年5月 滴水穿石 专题1—流体柱状模型 2026年5月 探究1：思考“滴水穿石”，的道理？ 例1：估算一滴水m=0.05g从高h=5m滴下，落到石头上作用时间t=0.01s。求水滴对石头的平均冲力。水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零。（水滴下落时不考虑空气阻力，水滴与石头作用时不考虑水的重力，g=10m/s2）； 解： F mg 2026年5月 流体柱状模型 专题1—流体柱状模型 2026年5月 流体柱状模型： 例2：如图所示，海警用高压水枪喷出的强力水柱执法。设 水柱直径为D，水流速度大小为V ，方向水平 ，水柱垂直冲 击违法船后水速变为零。水的密度为ρ ，高压水枪的重力不 可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是（ ） B 流体柱状模型(微元法) 2026年5月 例3：一瀑布落差为h=20m，流量为Q=0.10m3/s，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零。试估算水对石头的冲击力的大小（水柱下落时不考虑空气阻力，落在石头上的水立即流走，讨论水柱对石头的冲力时不考虑水的重力，g=10m/s2）； 解： 2026年5月 流体柱状模型（微元法） 1、基本方法：用动量定理解决流体问题，一般采用微元法： 即取一个很短时间Δt，对Δt内流出液体Δm用动量定理。 2、解题关键： 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，所受的重力均不计； 3、特点： 1）对水枪喷射问题，当空中水柱稳定后，空中水的体积不变， 任何时间内从枪口射出的水等于射向墙壁或物体的水； 2）若水柱不散开，水柱的横截面积与水的速度成反比； 自由落体过程 冲击过程 2026年5月 课时练习 专题1—流体柱状模型 2026年5月 练1：2020年11月24日，中国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，并将其送入预定轨道，运载火箭点火时向下喷气，会对地面产生冲击力。假设火箭喷气口的横截面积为S，喷出气体的速度为v(相对于地面)，气体垂直射向地面后竖直速度变为零。已知气体的密度为ρ，重力加速度大小为g，则气体对地面的平均冲击力是（ ） A 2026年5月 练2：如图所示，某游乐园有一鲸鱼喷泉，从鲸鱼雕塑背部竖直向上喷出水柱，将站在冲浪板上的玩偶模型托起，悬停在空中。假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出，水柱在同一高度横截面上的速率相同，都能喷 到冲浪板的底部。冲浪板底部水平面积大于水柱的横截面积。水柱 冲击冲浪板前水平方向的速度可忽略不计，冲击冲浪板后，水柱竖 直方向的速度立即变为零，在水平方向朝四周均匀散开。 已知玩偶模型和冲浪板的总质量为M，水的密度为ρ，重力加速度大 小为g，空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。 1)计算喷泉单位时间内喷出的水的质量以及玩偶模型在空中悬停时 水对冲浪板的冲击力大小； 2)求玩偶模型在空中悬停时，冲浪板的底面相对于喷口的高度； 2026年5月 已知：玩偶模型和冲浪板的总质量为M，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。 1）计算喷泉单位时间内喷出的水的质量以及玩偶模型在空 中悬停时水对冲浪板的冲击力大小； 解： 单位时间喷水质量m： 冲浪板玩偶受力平衡： S △m V0、ρ F Mg △m 2026年5月 已知：玩偶模型和冲浪板的总质量为M，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。 2）求玩偶模型在空中悬停时，冲浪板底面相对于喷口的高度； 解： 设：冲浪板相对喷口高度h，水到达冲浪板速度大小v1 ； Δm上升，机械能守恒； Δm冲击冲浪板，动量定理； 冲浪板受平衡； △m V0 V1 h 机械能守恒 △m F 动量定理 IG相比IF可忽略 △mg V=0 △m S △m V0、ρ 2026年5月 12 2026年5月 $null