03 第1章 用动量定理解决流体类问题（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理课件聚焦“用动量定理解决流体类问题”，以第一章动量守恒定律为基础，通过要点回顾动量定理表达式及解题思路搭建学习支架，引入柱形流体模型，结合典例解析深化理解。 其亮点在于通过构建柱形流体微元模型培养科学思维，结合喷泉悬停玩具典例强化科学推理，信息解读点拨关键条件助力物理观念形成。帮助学生提升实际问题解决能力，为教师提供清晰教学路径。

第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 03 用动量定理解决流体类问题 疑难点 第1讲　描述运动的基本概念 1.动量定理表达式 2.用动量定理解题的思路 确定研究对象(可以是一段流体)→分析受力、规定正方向、确定初、末状态→利用动量定理列式 第1讲　描述运动的基本概念 流体模型 对于流体的运动,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时间内流过该截面的流体微元的质量为Δm=ρSΔl=ρSvΔt,根据动量定理,可知 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。 (1)若作用后流体微元静止,有Δv=-v,代入上式有F=-ρSv2; (2)若作用后流体微元以速率v反弹,有Δv=-2v,代入上式有F=-2ρSv2。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 对于流体类,通常已知密度ρ,对于微粒类(如电子、光子、离子等被广义地视为“微粒”),其质量具有 独立性,题目通常给出单位体积内粒子数n。同样可建立柱状模型应用动量定理分析。 第1讲　描述运动的基本概念 典例　某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱使一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中①。为计算方 便,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②;玩具底面为平板(面积足够大);水柱冲 击到玩具底面后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向水朝四周均匀散开,忽略空气阻力。已知水 的密度为ρ,重力加速度大小为g。求: (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量; (2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)设Δt时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,质量为Δm,则Δm=ρΔV,ΔV=v0SΔt 可得喷泉单位时间内喷出的水的质量为 =ρv0S (2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h(以喷口所在平面为参考平面),水从喷口喷出后到达玩具 底面时的速度大小为v。对于Δt时间内喷泉喷出的水,由机械能守恒定律得 Δmv2+Δmgh= Δm  在h高度处,Δt时间内喷射到玩具底面的水(稳定后Δt时间内喷出多少水,就有多少水喷射到玩具底面)沿 竖直方向的动量变化量的大小为Δp=Δmv 设玩具对水的作用力的大小为F,根据动量定理有FΔt=Δp [(F+Δmg)·Δt=Δp,但由于Δt很小,Δmg·Δt可忽略,有F·Δt=Δp] 由牛顿第三定律可知,水对玩具的作用力大小为F'=F 由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得F'=Mg 第1讲　描述运动的基本概念 联立得h= -  答案    (1)ρv0S    (2) -  第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 ①水柱对卡通玩具的冲击力与卡通玩具的重力平衡。 ②Δt(很小)时间内喷出水的质量等于长度为v0Δt、横截面积为S的水柱的质量。 点拨　稳定时水柱流量Q不变,即Δt内流过各截面的水量相等,故Δt内喷出多少,打到玩具底面多少。 第1讲　描述运动的基本概念 $