新高中物理动量典型例题.docx

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新高中物理动量典型例题

动量典型例题

典型例题

冲量相等时物体的运动情况

　　例1如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动（  ）．

　　A、可能是匀变速运动　　B、可能是匀速圆周运动

　　C、可能是匀变速曲线运动　　D、可能是匀变速直线运动

　　分析与解：

冲量是力与时间的乘积，在任何相等的时间内冲量都相同，也就是物体受到的力恒定不变，所以物体做匀变速运动，其轨迹可以是直线的也可以是曲线的．答案为A、C、D．

下落物体的重力冲量

　　例2　一个质量为5kg的物体从离地面80m的高处自由下落，不计空气阻力，在下落这段时间内，物体受到的重力冲量的大小是（   ）．

　　A．200N·s   B．150N·s    C．100N·s   D．250N·s

　　分析与解：

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

　　分析与解：

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．

　　答案：

C．

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·m／s          D．－40kg·m／s

　　分析与解：

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·m／s

　　动量的变化kg·m／s

　　答案：

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·s   B．80N·s    C．100N·s      D．120N·s

　　分析与解：

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

　　答案：

C．

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．

　　解：

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。

典型例题

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

　　分析与解：

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．

　　答案：

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）

　　答案：

D．

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，

　　分析与解：

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．

　　答案：

D．

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·s

　　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．

解析：

　　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：

习题精选

（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