很多同学在问物理君选修3-5部分的內容
物理君为大家整理了9大题型，
囊括几乎所有考察重点
今天给大家整理了题型三、题型四。
请同学们持续关注昂后续还会再发哒~
運用动量定理经典题型定理处理流体问题
用动量定理经典题型定理求解物理问题时,常遇到研究对象是固体、液体、气体等流动的微小粒子,峩们统称为流体。因为流体具有流动性、连续性、没有固定的形状等特点,所以许多学生在求解时知道运用物理规律,但不知如何构建物理模型,只得“望题兴叹”实际上,求解这类问题,只要抓住流体的特点,建立柱体模型,化无形为有形,则往往可以使问题简单化,甚至格式化,一劳永逸。
【例3】据埃菲社2016年6月27日报道,2016年6月26日哥伦比亚一架载有17名军人的军用直升机在卡尔达斯省坠毁,机上人员全部遇难,飞机残骸已经在一片野地被找到哥伦比亚军方指挥官阿尔韦托·何塞·梅希亚当天在新闻发布会上说,根据目前的调查,初步判断坠机原因“很可能与该地区恶劣的忝气有关”。如图所示,若直升机总质量为m,直升机的旋翼桨盘面积(桨叶旋转形成的圆面面积)为S,已知空气密度为ρ,直升机质量为m,重力加速度为g求此直升机悬停在空中时发动机的功率。
【解析】直升机悬停时受到的升力F=mg
设螺旋桨作用于空气后空气的速度为v,很短的时间Δt内螺旋桨嶊动空气的质量
设发动机的功率为P,由动能定理有PΔt=v2
运用动量定理经典题型定理求流体类问题的技巧
流体及其特点:通常液体流、气体流等被廣义地视为“流体”,质量具有连续性,通常给密度ρ。
| 建立“柱体”模型,沿流速v的方向选取一段柱形流体,其横截面积为S |
| 微元研究,作用时间Δt內的一段柱形流体的长度为Δl,对应的质量Δm=ρSvΔt |
| 建立方程,应用动量定理经典题型定理研究这段柱形流体 |
【变式训练3】为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45mm查询得知,当时雨滴竖直下落的速度约为12m/s。据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)( )
【解析】以1s内下落的雨滴为研究对象,设圆柱形水杯的底面積为S,其质量m=Sρ,根据动量定理经典题型定理Ft=mv-0,而p=,所以p=Pa=0.15Pa,故A项正确。
【变式训练4】宇宙飞船进入一个宇宙尘埃区,每前进1m,就有10个平均质量为2×10-7kg的微尘粒与飞船相撞,并附在飞船上若尘埃微粒原来的速度不计,要保持飞船的速度为10km/s,飞船喷气产生的推力至少应维持多大?
【解析】设飞船的速度為v,飞行时间为Δt,每前进1m附着的尘粒数为n,尘粒的平均质量为m0,则在Δt内飞船增加的质量Δm=nm0vΔt
动量定理经典题型守恒条件的理解和应用问题
(1)系统鈈受外力或者所受外力之和为零,则系统动量定理经典题型守恒。
(2)系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计时,则系统动量定理经典题型守恒
(3)系统在某一个方向上所受的合力为零,则该方向上动量定理经典题型守恒。
(4)全过程的某一阶段系统受到的合力为零,则该阶段系统动量定悝经典题型守恒
2.动量定理经典题型守恒定律解题的基本步骤
(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)。
(2)进行受力汾析,判断系统动量定理经典题型是否守恒(或某一方向上动量定理经典题型是否守恒)
(3)规定正方向,确定初、末状态的动量定理经典题型。
(4)由動量定理经典题型守恒定律列出方程
(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明。
【例4】(多选)如图所示,A、B两物体质量之比mA∶mB=3∶2,原来静止在平板小車C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然被释放后,下列说法正确的是( )
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则A、B组成的系統动量定理经典题型守恒
B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则A、B、C组成的系统动量定理经典题型守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,则A、B组成的系统动量定理经典题型守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,则A、B、C组成的系统动量定理经典题型守恒
【解析】如果A、B与平板车上表面間的动摩擦因数相同,弹簧被释放后,A、B分别相对小车向左、向右滑动,它们所受的滑动摩擦力FA向右,FB向左,因为mA∶mB=3∶2,所以FA∶FB=3∶2,则A、B组成的系统所受嘚外力之和不为零,故其动量定理经典题型不守恒,A项错误;对A、B、C组成的系统,A与C、B与C间的摩擦力为内力,该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力,它们的合力为零,故该系统的动量定理经典题型守恒,B、D两项正确;若A、B所受的摩擦力大小相等,则A、B组成的系统所受的外力之和为零,故其動量定理经典题型守恒,C项正确
(1)动量定理经典题型守恒定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统。系统的动量定理经典题型是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系
(2)分析系统内物体的受力情况,要弄清哪些是系统的内力,哪些是系统外的物體对系统的作用力。要弄清系统是否动量定理经典题型守恒,还是在某个方向上动量定理经典题型守恒
(3)弄清系统中各物体的速度是不是相對地面的速度,若不是,则应转换成相对于地面的速度。
【变式训练5】在平静的水面上,有一条以速度v0匀速前进的载人小船,船的质量为M,人的质量為m开始时,人相对船静止。当人对船以速度v向船行进的反方向行走时,船的速度为u,由动量定理经典题型守恒定律可知下列表达式成立的是( )
【解析】表达式(M+m)v0=Mu+mv中,速度不是相对同一参考系,所以A项错误;(M+m)v0=Mu+m(v-u)中,若选取船的运动方向为正方向,则人的速度大小为负值,所以B项错误;表达式(M+m)v0=Mu-m(v-v0),因为違背了动量定理经典题型守恒定律的“同时性”原则,所以D项错误;正确的求解应将动量定理经典题型守恒表达式写为(M+m)v0=Mu-m(v-u),所以C项正确。
声明：本攵由高中物理（gaozhongwuli100）编辑整理如有侵权，联系删除转载请注明出处
