新高中物理动量典型例题Word文件下载.docx
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D.250N·
s
根据冲量的定义在这个过程中重力的大小是一个定值,只需求出这个过程所用的时间即可.
答案:
C.
冲量公式的简单应用
例3一匹马通过不计质量的绳子拉着货车从甲地到乙地,在这段时间内,下列说法中正确的是:
(
A、马拉车的冲量大于车拉马的冲量 B、车拉马的冲量大于马拉车的冲量
C、两者互施的冲量大小相等 D、无法比较冲量大小
在这个过程中,马对车的拉力,与车对马的拉力是一对作用力与反作用力,大小总是相等的,根据冲量的定义,时间也相同,所以冲量的大小是相等的.
关于动量的矢量计算
例4质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为(
)
A.10kg·
m/s
B.-10kg·
m/s C.40kg·
D.-40kg·
m/s
动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正.
初动量kg·
m/s
末动量kg·
动量的变化kg·
D.
关于抛体运动物体的重力冲量
例5质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛出,初速度为10m/s,从抛出到落地过程中,重力的冲量是(
A.60N·
B.80N·
D.120N·
在这个过程中,小球所受重力恒定不变,只需求出这个过程的时间即可
动量大小与速度的关系
例6质量为60kg以1m/s速度步行的人和以800m/s速度飞行的质量为0.01kg的子弹,哪个动量大?
解:
人
子弹
即:
人的动量大.
课本例题分析与设疑
例7一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图).碰撞前后钢球的动量有没有变化?
变化了多少?
分析:
动量是矢量,它的大小和(或)方向发生了变化,动量就发生了变化,碰撞前后虽然钢球速度大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向发生了变化,动量的方向与速度的方向相同,动量的方向也发生了变化,所以钢球的动量发生了变化.
取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度m/s,碰撞前钢球的动量为:
碰撞后钢球的速度m/s,碰撞后钢球的动量为
碰撞前后钢球动量的变化为
动量的变化也是矢量,求得的数值为负值,表示的方向与所取的正方向相反,的方向水平向左。
结论:
碰撞前后物体仍在同一条直线上运动,可先设一个正方向,末动量和初动量p可据此用正、负值表示,则动量的变化却可用代数方法求出.
习题精选
1、关于冲量和动量,下列说法正确的是(
A.冲量是反映力的作用时间累积效果的物理量 B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.冲量是物理量变化的原因 D.冲量方向与动量方向一致
2、质量为m的物体放在水平桌面上,用一个水平推力F推物体而物体始终不动,那么在时间t内,力F推物体的冲量应是(
A.v
B.Ft
C.mgt
D.无法判断
3、古有“守株待兔”寓言,设兔子头受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑的速度可能()(
A.1m/s
B.1.5m/s
C.2m/s
D.2.5m/s
4、某物体受到一2N·
s的冲量作用,则(
A.物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反 B.物体的末动量一定是负值
C.物体的动量一定减少 D.物体的动量增量一定与规定的正方向相反
5、下列说法正确的是(
A.物体的动量方向与速度方向总是一致的 B.物体的动量方向与受力方向总是一致的
C.物体的动量方向与受的冲量方向总是一致的 D.冲量方向总是和力的方向一致
6、质量为1kg的小球沿着光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁,又以4m/s的速度反向弹回,则球在撞墙过程中动量变化的大小是__________,动量变化的方向是__________.
7、有一质量为m的物体,沿一倾角为的光滑斜面由静止自由滑下,斜面长为L,则物体到达斜面底端的过程中,重力的冲量大小为_________,方向_____________;
弹力的冲量大小为_________,方向_________;
合外力的冲量大小为__________;
方向_________.
参考答案:
1、ABC 2、B 3、C 4、D 5、AD
6、9kg·
m/s,与末速度方向相同。
7、,竖直向下;
,垂直斜面向上;
,沿斜面向下。
由动量定理判断物体的冲量变化
例1甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是(
A、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量 B、两个物体受到的冲量大小相等
C、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量 D、无法判断
本题中甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量,而在这个过程中甲、乙两物体所受合外力均为摩察力,那么由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于动量的增量,由题中可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同.
B.
由动量大小判断外力大小
例2质量为0.1kg的小球,以10m/s的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m/s的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为(
A.30N B.-30N C.170N D.-170N
分析与解 在撞击过程中小球的动量发生了变化,而这个变化等于小球所受合外力的冲量,这个合外力的大小就等于钢板对钢球作用力的大小.(此时可忽略小球的重力)
由速度变化判断冲量
例3质量为m的钢球自高处落下,以速率碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为(
A.向下,
B.向下, C.向上,
D.向上,
在小球碰撞到弹起的过程中,小球速度变化的方向是向上的,所以小球受到地面冲量的方向一定是向上的,在忽略小球重力的情况下,地面对小球冲量的大小等于小球动量的变化.
以竖直向上为正方向.
小球下落到软垫时受到的平均作用力
例4 一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s,则这段时间内软垫对小球的冲量为(g取,不计空气阻力)
解析:
根据动量定理,设向上为正.
①
②
由①、②得到N·
题目本身并没有什么难度,但一部分学生在学习中练习此类问题时却屡做屡错.原因是:
(1)对基本概念和基本规律没有引起重视;
(2)对动量定理等号左边I的意义不理解;
(3)对此类问题中重力的取舍不清楚.
题目中所给的0.2s并没有直接用上,但题目中的0.2s告诉我们作用时间t较长,重力作用不能忽略,我们可以进一步剖析此题.
由题目中所给的0.2s时间,可以求出软垫对小球的冲力为:
N,而重力为N。
相差不了多少.重力不能忽略.
而假设作用的时间为0.002s时,则:
N,与重力mg相比,,重力可以忽略.
点拔:
在处理此类问题时,若作用时间极短,大约小于0.01s,计算中可以忽略重力影响,若时间较长,则重力的影响是不能忽略的.
应用动量定理忽略中间过程
例5 质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t.
解法一、见图.物体的运动可分为两个阶段,第一阶段受两个力F、f的作用,时间,物体由A运动到B速度达到;
第二阶段物体只受f的作用,时间为,由B运动到C,速度由变为O.
设向右为正,据动量定理:
第一阶段:
①
第二阶段:
②
两式相加:
,代入上式,可求出:
∴
解法二:
如果用,把两个阶段当成一个过程来看:
F作用时间,则作用了时间,动量变化
点拨:
物体动量的变化等于各个力在各段时间上积累总的效果,即:
(一)
1、在下列各种运动中,任何相等的时间内物体动量的增量总是相同的有(
A、匀加速直线运动 B、平抛运动 C、匀减速直线运动 D、匀速圆周运动
2、对物体所受的合外力与其动量之间的关系,叙述正确的是:
A、物体所受的合外力与物体的初动量成正比;
B、物体所受的合外力与物体的末动量成正比;
C、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比;
D、物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比.
3、把重物G压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着物体一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这些现象的正确说法是:
A、在缓慢拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力大;
B、在迅速拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力小;
C、在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大;
D、在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小.
4、从同一高度的平台上,抛出三个完全相同的小球,甲球竖直上抛,乙球竖直下抛,丙球平抛.三球落地时的速率相同,若不计空气阻力,则(
A、抛出时三球动量不是都相同,甲、乙动量相同,并均不小于丙的动量
B、落地时三球的动量相同
C、从抛出到落地过程,三球受到的冲量都不同
D、从抛出到落地过程,三球受到的冲量不都相同
5、若质量为m的小球从h高度自由落下,与地面碰撞时间为,地面对小球的平均作用力大小为F,则在碰撞过程中(取向上的方向为正)对小球来说(
A、重力的冲量为 B、地面对小球的冲量为
C、合力的冲量为 D、合力的冲量为
6、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上,这样做是为了(
A、减小运动员的动量变化 B、减小运动员所受的冲量
C、延长着地过程的作用时