03-第1章 专题专项练-专题强化练1 利用动量定理处理流体模型类问题（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）江苏北京专版

**基本信息** 聚焦动量定理在流体模型中的应用，构建四步解题流程，整合生活与科幻情境，实现模型建构与科学推理能力的专项突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |流体模型动量问题|5题（含选择/计算）|四步流程：确定Δt内流体→列质量关系式（Δm=ρSvΔt）→分析动量变化→应用动量定理列式|动量定理→流体质量计算→冲击/反冲/附着情境下的受力分析，形成“原理-计算-应用”逻辑链条|

专题专项练 专题强化练1　利用动量定理处理流体模型类问题 1.[2026江苏如皋中学月考]如图所示,用高压水枪水力采煤,假设水枪的喷嘴直径为D,水流喷出的速度为v,不考虑水在空中的速度变化,并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下。已知水的密度为ρ,则煤层受到水的平均冲击力大小为(　　) A.　　　　B. C.　　　　D. 2.[2026江苏镇江调研]2025年6月,贵州榕江遭遇特大洪水期间,无人机突破交通受阻的困境,参与救助受困群众,为受困群众搭建“生命桥”。一架无人机质量为m0,螺旋桨转动能使面积为S的空气以速度v向下运动。已知空气密度为ρ,重力加速度为g,则该无人机能携带货物的最大质量为(　　) A.+m0　　　　B.-m0 C.+m0　　　　D.-m0 3.(创新题·新情境)[2026广东佛山模拟预测]悬浮床(如图)是一种基于气体流动悬浮原理设计的医疗设备,通过向床内充入高压气体,使重症烧伤患者的身体悬浮在空中,从而减少创面受压,促进创面愈合。人体下方的床板源源不断地往上喷出气体,设气体遇到人体后速度大小变为原来的十分之一,方向向下。已知人体质量为M,喷出气体的速率为v,重力加速度为g,则t时间内喷出气体的质量为(　　) A.　　　　B. C.　　　　D. 4.(创新题·新考法)[2025山东日照开学考]如图所示,用高压水枪清洗汽车时,设水枪出水口的直径为d1,水柱射出出水口的速度大小为v1,水柱垂直射到汽车表面时的直径为d2,水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为v2,冲洗汽车时水的速度为零。已知水的密度为ρ。下列说法正确的是(　　) A.若d1<d2,则v1<v2 B.高压水枪单位时间内喷出的水的质量为ρπv2 C.高压水枪单位时间内喷出的水的质量为ρπv1 D.水柱对汽车的平均作用力大小为ρπ 5.《三体》中描写的三体舰队通过尘埃区被动减速的场景,引起了天文爱好者们的讨论,如果想要不减速通过尘埃区,就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度为ρ=4.0×10-8 kg/m3,飞船进入尘埃区的速度为v=3.0×105 m/s,飞船垂直于运动方向上的最大横截面积为S=10 m2,尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,求: (1)单位时间(Δt=1 s)内附着在飞船上的微粒质量; (2)飞船要保持速度v不变,所需提供的动力大小与该动力的功率。 答案与分层梯度式解析 专题专项练 专题强化练1　利用动量定理处理流体模型类问题 1.C　 模型建构 设Δt时间内水枪射出水的质量为Δm,则有Δm=ρSvΔt=ρπvΔt,以这小段水柱为研究对象,选取初速度的方向为正方向,根据动量定理有-FΔt=0-Δmv,联立解得F=,根据牛顿第三定律可知煤层受到水的平均冲击力大小为 ,故选C。 方法技巧 应用动量定理分析流体问题的流程 (1)确定一小段时间Δt内的流体为研究对象。 (2)写出选取的流体的质量m与Δt的关系式。 (3)分析选取的流体的受力情况和初、末态的动量。 (4)应用动量定理列式求解。 2.D　Δt时间内,螺旋桨使质量Δm=ρSvΔt的空气竖直向下运动,由动量定理,有FΔt=Δmv,则无人机对空气的作用力大小为F=ρSv2,由牛顿第三定律可知,空气对无人机的作用力大小为F'=F=ρSv2,该无人机能携带货物的最大质量为Mmax=-m0=-m0,故选D。 3.D　设极短时间Δt内喷出气体的质量为Δm,以喷出气体为研究对象,取方向向上为正方向,根据动量定理可得-FΔt=Δm·-Δm·v=-Δm·v,又F=Mg,联立可得Δm=,根据=,可得t时间内喷出气体的质量为m=,故选D。 4.D　 关键点拨 　　本题题目情境的不同之处在于:水柱的直径并不是一致的。此类情境中,当水柱稳定时,各截面的流量Q相等,即相同时间内流过的水的体积相同。 依题意,可得πv1Δt=πv2Δt(点拨:相同时间内流过不同截面的水的体积相同),解得v1=v2,若d1<d2,则v1>v2,A错误;高压水枪单位时间内喷出的水的质量为m0=ρV=ρπ·v1==,B、C错误;设汽车对水柱的平均作用力大小为F,由动量定理得-FΔt=0-Δmv2=0-m0Δtv2=-Δt·v2,解得F=ρπ,由牛顿第三定律可知,水柱对汽车的平均作用力大小为ρπ,D正确。 5.答案　(1)0.12 kg　(2)3.6×104 N　1.08×1010 W 解析　(1)飞船在尘埃区飞行,在Δt时间内附着在飞船上的微粒质量Δm=ρSvΔt=0.12 kg (2)微粒由静止到与飞船一起运动,微粒的动量增加,由动量定理得FΔt=Δmv=ρSvΔtv 解得F=ρSv2=3.6×104 N 则所需提供的动力大小为3.6×104 N 功率P=Fv=1.08×1010 W 名师点津　解答本题要抓住三个关键: 1 学科网（北京）股份有限公司 $