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文檔簡介
1、2動量和動量定理知識點一動量文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯歡迎下載支持個正方向,動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示,從而將矢量運算簡化為運算(此時的正、負(fù)號僅表示方向,不表示大小).知識點三沖量動量定理提煉知識1. 定義:物理學(xué)中把物體的跟運動的乘積mv叫作動量.2.公式:p=.3. 單位:在國際單位制中,動量的單位是,符號為.4. 矢量性:由于速度是矢量,所以動量是,它的方向與的方向相同,運算遵循定則.知識點二動量的變化提煉知識1. 沖量.(1) 定義:與力的的乘積叫作力的沖量.(2) 表達(dá)式:.(3) 單位:在國際單位制中,沖量的單位是眩戸曰付號是.(4) 矢量性:沖
2、量是矢量,力的沖量方向跟的方向相同.2.動量定理.等于它在這個(1) 表述:物體在一個過程始末的過程中所受力的沖量.提煉知識1. 定義:物體在某段時間內(nèi)與的矢量差(也是矢量),p=(矢量式).2. 動量始終保持在一條直線上時的運算:選定表達(dá)式=Ft,或pp=I.(2) 適用條件:動量定理不僅適用于恒力,也適用于.(3) 說明:對于變力的沖量,動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間t內(nèi)的平均值.【典例1】質(zhì)量為0.1kg的小球從1.25m高處自由落下,與地面碰撞后反彈回0.8m高處.取豎直向下為正方向,且g=10m/s2.求:(1) 小球與地面碰前瞬間的動量;(2) 球與地面碰撞過程中動量的變化.
3、答案:(1)0.5kgm/s(2)0.9kgm/s,方向豎直向上1. 羽毛球是速度最快的球類運動之一,林丹扣殺羽毛球的速度可達(dá)到342km/h,假設(shè)球飛來的速度為90km/h,林丹將球以342km/h的速度反向擊回.設(shè)羽毛球質(zhì)量為5g.(1)試求林丹擊球過程中羽毛球的動量變化量.(2)在林丹的這次扣殺中,羽毛球的速度變化、動能變化各是多少?答案:(1)0.6kgm/s,方向與球飛來的方向相反120m/s21J【典例2】質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向彈回,取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞前后的動量變化為kgm/s.若小球與地面的作用時間為0
4、.2s,則小球受到地面的平均作用力大小為N(取2g=10m/s).答案:2122. 質(zhì)量為1.0kg的小球從20m高處自由下落到軟墊上,反彈后上升的最大高度為5.0m,小球與軟墊接觸時間為1.0s,在接觸時間內(nèi)小球受到的合力的沖量大小為(空氣阻力不計,g取10m/s2)()A.10NsB.20NsC.30NsD.40Ns答案:C【典例3】一宇宙飛船以v=1.0x104m/s的速度進(jìn)入密度為p=2.0x107kg/m3的微隕石流中,女口果飛船在垂直于運動方向上的最大截面積S=5m2,且認(rèn)為微隕石與飛船碰撞后都附著在飛船上.為使飛船的速度保持不變,飛船的牽引力應(yīng)增加多大?解析:設(shè)t時間內(nèi)附著在飛船
5、上的微隕石總質(zhì)量為厶m,則4m=pSt.這些微隕石由靜止至隨飛船一起運動,其動量增加是受飛船對其作用的結(jié)果,由動量定理有Ft=Ap=mv則微隕石對飛船的沖量大小也為Ft,為使飛船速度保持不變,飛船應(yīng)增加的牽引力為AF=F.文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯歡迎下載支持綜合并代入數(shù)值得F=100N,即飛船的牽引力應(yīng)增加100N.1. 水力采煤時,用水槍在高壓下噴出強力的水柱沖擊煤層.設(shè)水柱直徑d=30cm,水速v=50m/s,假設(shè)水柱射在煤層的表面上,沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?,求水柱對煤層的平均沖擊力(水的密度p=1.0X103kg/m).解析:設(shè)在一小段時間At內(nèi),從水槍射出的水的
6、質(zhì)量為Am,則Am=pSvAt.以Am的水為研究對象,如圖所示,它在At時間內(nèi)的動量變化量Ap=Am(0v)=pS2At.設(shè)F為水對煤層的平均作用力,即沖力,F(xiàn)'為煤層對水的反沖力,以v的方向為正方向,根據(jù)動量定理(忽略水的重力),有F't=Ap=pv?At,即F=pv2.根據(jù)牛頓第三定律知F=F=pv2.式中s=n2,代入數(shù)值得F疋1.77x105N.答案:1.77X105N2動量和動量定理一、課堂訓(xùn)練當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1. 關(guān)于沖量,下列說法正確的是()A.沖量是物體動量變化的原因B.作用在靜止物體上的力的沖量一定為零C.動量越大的物體受到的沖量越大D.沖量的方向就是物體受力的方向2
7、. 籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球.接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前.這樣做可以()A.減小球?qū)κ值臎_量B.減小球?qū)θ说臎_擊力C.減小球的動量變化量D.減小球的動能變化量3. (多選)如圖所示,一個物體在與水平方向成B角的拉力F的作用下勻速前進(jìn)了時間t,則()A.拉力F對物體的沖量大小為FtB.拉力對物體的沖量大小為Ftsin0C.摩擦力對物體的沖量大小為Ftcos0D.合外力對物體的沖量大小為零4質(zhì)量為60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護(hù),使他懸掛起來.已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s,安全帶長5m,g取10m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小是多少?二、課后鞏固
8、智能提升1.(多選)對下列物理現(xiàn)象的解釋,正確的是()A擊釘時,不用橡皮錘僅僅是因為橡皮錘太輕B.跳遠(yuǎn)時,在沙坑里填沙,是為了減小沖量C.易碎品運輸時,要用柔軟材料包裝,船舷常常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時間,減小作用力D.在車內(nèi)推車推不動,是因為合外力沖量為零2物體在恒定的合力F作用下做直線運動,在時間t1內(nèi)速度由0增大到v,在時間t2內(nèi)速度由v增大到2v.設(shè)F在厶t1內(nèi)做的功是W1,沖量是11;在t2內(nèi)做的功是W2,沖量是|2,那么()A.|1<|2,W1=W2B.|1<|2,W1VW2C.|1=I2,W1=W2D.11=I2,W1<W23質(zhì)量為m的木箱放置在光滑的水平
9、地面上,在與水平方向成0角的恒定拉力F作用下由靜止開始運動,經(jīng)過時間t速度變?yōu)関,則在這段時間內(nèi)拉力F與重力的沖量大小分別為()A.Ft,0B.Ftcos0,0C.mv,mgtD.Ft,mgt4. (多選)如圖所示,把重物G壓在紙帶上,用一水平力緩慢拉動紙帶,重物跟著一起運動,若迅速拉動紙帶,紙帶將會從重物下抽出,解釋這些現(xiàn)象的正確說法是()A.在緩慢拉動紙帶時,重物和紙帶間摩擦力小B.在迅速拉動紙帶時,紙帶給重物的摩擦力大C.在緩慢拉動紙帶時,紙帶給重物的沖量大D.在迅速拉動紙帶時,紙帶給重物的沖量小5. “神舟七號”飛船的成功著陸,標(biāo)志著我國成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術(shù)并能夠進(jìn)行太
10、空行走的國家.為了保證航天員的安全,飛船上使用了降落傘、反推火箭,緩沖座椅三大法寶.在距離地面大約1m時,返回艙的4個反推火箭點火工作,返回艙速度一下子降到了2m/s以內(nèi),隨后又漸漸降到1m/s,最終安全著陸.把返回艙離地1m開始到完全著陸稱為著地過程.則關(guān)于反推火箭的作用,下列說法正確的是()A.減小著地過程中返回艙和航天員的動量變化B.減小著地過程中返回艙和航天員所受的沖量C.減小著地過程的作用時間D.減小著地過程返回艙和航天員所受的平均沖力6. 質(zhì)量為1kg的物體做直線運動,其速度圖象如圖所示.則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是()A.10Ns,10NsB.10Ns,10
11、NsC.0,10NsD.0,10Ns7. 運動員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出.如果網(wǎng)球被拍子擊出前、后瞬間速度的大小分別為V1、V2,V1與v2方向相反,且V2>V1.忽略網(wǎng)球的重力,則此過程中拍子對網(wǎng)球作用力的沖量()A.大小為m(v2V1),方向與V1方向相同B.大小為m(v2+V1),方向與V1方向相同C.大小為m(v2V1),方向與V2方向相同D.大小為m(v2+V1),方向與V2方向相同&蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目.一個質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處.已知運動員
12、與網(wǎng)接觸的時間為1.2s.若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理,求此力的大?。╣取10m/s2).9. 質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為尸0.4.有一大小為5N的水平恒力F作用于物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)3s后撤去F.求物體運動的總時間(g取10m/s2).10. 一輛轎車強行超車時,與另一輛迎面駛來的轎車相撞,兩車相撞后,兩車車身因相互擠壓,皆縮短了0.5m,據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s.(1) 試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力;(2) 若此人系有安全帶,安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s,求這時人體受到的平均沖力.11
13、. 為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強,小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內(nèi)杯中水位上升了45mm.查詢得知,當(dāng)時雨滴豎直下落的速度約為12m/s.據(jù)此估算該壓強約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1X103kg/m3)()A.0.15PaB.0.54PaC.1.5PaD.5.4Pa2動量和動量定理1.解析:力作用一段時間便有了沖量,而力作用一段時間后,物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化,物體的動量就發(fā)生了變化,因此說沖量是物體動量變化的原因,A選項正確;只要有力作用在物體上,經(jīng)歷一段時間,這個力便有了沖量1=Ft,與物體處于什么狀態(tài)無關(guān),物體運動狀態(tài)的變化情況是
14、所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果,所以B選項不正確;物體所受沖量I=Ft與物體的動量的大小p=mv無關(guān),C選項不正確;沖量是一個過程量,只有在某一過程中力的方向不變時,沖量的方向才與力的方向相同,故D選項不正確.答案:A2. 解析:接球過程中,球的初動量和末動量一定,所以球的動量變化量恒定不變,選項C錯誤;根據(jù)動量定理,手對球的沖量等于球動量的改變量,也恒定不變,球?qū)κ值臎_量也不變,選項A錯誤;球的初動能和末動能一定,所以球的動能變化量恒定不變,選項D錯誤;根據(jù)動量定理1=Ft,球?qū)κ值臎_量I不變,接球時兩手隨球迅速收縮至胸前,是通過延長受力時間以減小球?qū)θ说臎_擊力F,所以選項B正確.答案:
15、B3. 解析:求沖量時,必須明確是哪一個力在哪一段時間內(nèi)的沖量.本題中,作用的時間都是一樣的,求力F對物體的沖量就是Ft,所以A項正確、B項錯誤;物體受到的摩擦力Ff=Fcos0,所以摩擦力對物體的沖量大小為Fft=Fcos0t,C項正確;物體做勻速運動,合外力為零,所以合外力對物體的沖量大小為零,D對.故正確選項為A、C、D.答案:ACD4. 選取人為研究對象,人下落過程中由v2=2gh得:v=2gh=10m/s,以豎直向上為正方向,緩沖過程由動量定理得:mv(Fmg)t=mv,得:F=上+mg=1100N.由牛頓第三定律可知:安全帶所受的平均沖力大小為1100N.答案:1100N.1. 解
16、析:擊釘時,不用橡皮錘是因為橡皮錘與釘子的作用時間長;跳遠(yuǎn)時,在沙坑里填沙,是為了延長人與地的接觸時間,所以A、B不正確;據(jù)動量定理Ft=p知,當(dāng)Ap相同時,t越長,作用力越小,故C正確;車能否移動或運動狀態(tài)能否改變?nèi)Q于外力的作用,與內(nèi)部作用無關(guān),所以D正確.答案:CD2. 解析:在厶t1內(nèi),11=FAt1=mv0=mv,在At2內(nèi),12=FAt2=2mvmv=mv,所以I1=I2;又因為W1=;mv2,W2=;m(2v)2;mv2=;mv2,所以W1<W2.故選項D正確.答案:D3.解析:力F的沖量就是F與時間t的乘積,即If=Ft;重力的沖量就是重力與時間t的乘積,即Ig=mgt.
17、故選D.答案:D4. 解析:在緩慢拉動紙帶時,重物與紙帶之間存在靜摩擦力,在迅速拉動紙帶時,它們之間存在滑動摩擦力,靜摩擦力與滑動摩擦力可認(rèn)為相同,故A、B項錯誤;緩慢拉動紙帶時,作用時間長,摩擦力的沖量大,重物的動量變化大,所以重物跟隨紙帶一起運動,C項正確;迅速拉動紙帶時,作用時間短,滑動摩擦力的沖量小,重物的動量變化小,所以重物幾乎不動,D項正確.答案:CD5. 解析:反推火箭并沒有改變返回艙的動量變化,所以由動量定理,返回艙所受沖量不變,只是作用時間延長,平均沖力減小.故選D.答案:D6解析:由題圖可知,在前10s內(nèi)物體初、末狀態(tài)的動量相等,pi=p2=5kgm/s,由動量定理知11=
18、0;在后10s內(nèi)P3=5kgm/s,12=p3p2=10Ns.故選D.答案:D7.解析:在球拍拍打網(wǎng)球的過程中,選取V2方向為正方向,對網(wǎng)球運用動量定理有1=mv2(mv1)=m(v2+V1),即拍子對網(wǎng)球作用力的沖量大小為m(v2+V1),方向與V2方向相同.故選D.答案:D8解析:將運動員看作質(zhì)量為m的質(zhì)點,從高h(yuǎn)1處下落,剛接觸網(wǎng)時速度的大小V1=2gh1(豎直向下).彈跳后到達(dá)的高度為h2,剛離網(wǎng)時速度的大小V2=2gh2(豎直向上).選向上為正方向.由動量定理得(Fmg)t=mv2(V1),由以上各式解得F=mg+m砂£勿",代入數(shù)據(jù)得F=1.5X103N.答案:1.5X103N9. 解析:物體由開始運動到停止運動的全過程中,F(xiàn)的沖量為Ft1,摩擦力的沖量為Fft選水平恒力F的方向為正方向,根據(jù)動量定理有Ft1Fft=0,又Ff=卩mg聯(lián)立式解得t=Ft1,代入數(shù)據(jù)解得t=3.75口mgs.答案:3.75s10. 解析:(1)兩車相撞時認(rèn)為人與車一起做勻減速運動直到停止,位移為0.5m.設(shè)運動的時間
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