高三二轮复习《动量定理的综合应用》专题.ppt

中物理 动量定理的综合应用 新教材人教版 物理 高三二轮复习专题 知识回顾 1.理解动量定理 (1)动量定理表明冲量既是使物体 的原因,又是物体动量变化的 。这里所说的冲量是物体所受的 的冲量(或者说是物体所受各个外力冲量的 )。 (2)动量定理的研究对象是 (或 )。 (3)动量定理是过程定理,解题时必须明确过程及 的动量。 (4)动量定理的表达式是 ,在一维情况下,各个矢量必须选取 。 动量发生变化 量度 合力 矢量和 一个物体 可视为一个物体的系统 初、末状态 矢量式 统一的正方向。 2.知识检测： （1）冲量反映了力的作用对时间的积累效应，它与物体的动量变化密切相关． ①假定一个质量为m的物体A与另一物体B发生正碰，碰撞前后物体A均在同一直线上运动。碰撞过程中物体A受到物体B对它的恒力F，在力F的作用下，物体A做匀变速直线运动。在碰撞过程中两物体刚刚接触的时刻为t1，物体A的速度为v1，两物体即将分离的时刻为t2，物体A的速度为v2。请利用运动学规律和牛顿第二定律证明：物体A在碰撞过程中动量变化量等于它在这个过程中所受恒力F的冲量。 【解析】 ①由牛顿第二定律F＝ma, a=Δv/Δt,所以F=mΔv/Δt,即FΔt= mΔv=mv2-mv1= ΔP 即物体在这个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受恒力F的冲量。 （2）汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时,安全气囊爆开。某次试验中,质量m1=1 600 kg 的试验车以速度v1=36 km/h正面撞击固定试验台,经时间t1=0.10 s碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响。 ①求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小; ②若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2=1 600 kg、速度v2=18 km/h同向行驶的汽车,经时间t2=0.16 s 两车以相同的速度一起滑行。试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开。 解析 ①v1=36 km/h=10 m/s,取速度v1的方向为正方向, 由动量定理有-I0=0-m1v1① 将已知数据代入①式得 I0=1.6×104 N·s② 由冲量定义有I0=F0t1③ 将已知数据代入③式得 F0=1.6×105 N④ ②设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v,由动量守恒定律有 m1v1+m2v2=(m1+m2)v⑤ 对试验车,由动量定理有 -Ft2=m1v-m1v1⑥ 将已知数据代入⑤⑥式得F=2.5×104 N 可见FF0,故试验车的安全气囊不会爆开。 1. （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490kg，离子以30km/s的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，流量为3.0×10-3g/s，则探测器获得的平均推力大小为（ ） A. 1.47N B. 0.147N C. 0.09N D. 0.009N 线上作业 【解析】对离子，根据动量定理有 而△m =3.0×10-3×10-3△t 解得F=0.09N，故探测器获得的平均推力大小为0.09N，故选C。 2.（2019·新课标全国Ⅰ卷）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】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。