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《（山东专用）2020版高考物理二轮复习专题二5第5讲动量与能量的综合应用课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第5讲动量与能量的综合应用总纲目录考点一动量定理考点二动量守恒定律素养引领·情境命题考点三碰撞、爆炸与反冲考点一 动量定理1.(2018课标Ⅱ,15,6分)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(C)A.10N B.102N C.103N D.104N答案C 本题考查机械能守恒定律、动量定理。由机械能守恒定律可得mgh=mv2,可知鸡蛋落地时速度大小v=,鸡蛋与地面作用过程中,设竖直向上为正方向,由动量定理得(F-mg)t=0-(-mv),可知鸡蛋对地面产生的冲击力大小为F
2、'=F=+mg,每层楼高度约为3m,则h=24×3m=72m,得F'≈949N,接近103N,故选项C正确。2.(2019课标Ⅰ,16,6分)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3km/s,产生的推力约为4.8×106N,则它在1s时间内喷射的气体质量约为(B)A.1.6×102kg B.1.6×103kgC.1.6×105kg D.1.6×106kg答案B 本题考查了考生对动量定理的理解能力,体现了物理模型建构的核心素养,同时也增强了考生的国人自豪感。
3、设火箭发动机在1s内喷射出气体的质量为m。以这部分气体为研究对象,应用动量定理,Ft=mv-0,解得m==1.6×103kg。3.[2016课标Ⅰ,35(2),10分]某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见,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;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。求(ⅰ)喷泉单位时间内喷出的水的质量;(ⅱ)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。答案(ⅰ)ρv0
4、S(ⅱ)-解析(ⅰ)设Δt时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,质量为Δm,则Δm=ρΔV①ΔV=v0SΔt②由①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为=ρv0S③(ⅱ)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于Δt时间内喷出的水,由能量守恒得(Δm)v2+(Δm)gh=(Δm)④在h高度处,Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp=(Δm)v⑤设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有FΔt=Δp⑥由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得F=Mg⑦联立③④⑤⑥⑦式得h=-⑧1.动量定理的两个重要应用(
5、1)应用I=Δp求变力的冲量如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出变力作用下物体动量的变化Δp,等效代换变力的冲量I。(2)应用Δp=Ft求动量的变化例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(Δp=p2-p1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。2.用动量定理解题的基本思路(1)确定研究对象:一般为单个物体。(2)进行受力分析:求每个力的冲量,再求合冲量或先求合力,再求其冲量。(3)分析过程找初、末状态:选取正方向,确定初、末状态的动量和各冲量的正负。(4)列方
6、程:根据动量定理列方程求解。3.对过程较复杂的运动,可分段用动量定理,也可整个过程用动量定理。1.(2019山东青岛一模)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力,小玲同学将一圆柱形水杯置于院中,测得10分钟内杯中雨水上升了15mm,查询得知,当时雨滴落地速度约为10m/s,设雨滴撞击芭蕉后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为(A)A.0.25N B.0.5NC.1.5N D.2.5N答案A 设雨滴受到芭蕉叶面对它的平均作用力为F,设在Δt时间内有质量为Δm
7、的雨水的速度由v=10m/s减为零。以向上为正方向,对这部分雨水应用动量定理:FΔt=0-(-Δmv),得:F=。设水杯横截面积为S,对水杯里的雨水,在Δt时间内水面上升Δh,则有:Δm=ρSΔh,可得F=ρSv,由牛顿第三定律可知,芭蕉叶面受到的平均作用力F'=F,压强为P==ρv=1×103×10×N/m2=0.25N/m2,即芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为0.25N,故选项A正确,B、C、D均错误。2.(2019山东烟台一模)如图所示,光滑细杆BC和AC构成直角三角形ABC,其中AC杆竖直,BC杆和AC杆间的夹角θ=37°,两根细杆上分别套有
