高二物理動量和沖量-動量定理專題專練

高二物理專題專練：動量和沖量動量定理一、考點聚焦動量沖量動量定理二、知識掃描動量：運動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的，即P=．動量是矢量，其方向與方向相同．它的單位是．兩動量相同，必是它們大小，且方向．動量和動能都是狀態(tài)量．質(zhì)量為m的物體，動量大小為P，動能為Ek，它們的關(guān)系是．沖量：力和力的作用時間的乘積稱為力F的．即I=．沖量是矢量，若在時間t內(nèi)，F(xiàn)方向恒定，則它的方向與方向相同，它的單位是．動量定理動量定理的內(nèi)容是，表達式為．在恒力作用的條件下，動量定理可由牛頓第二定律推導(dǎo)出來，其簡要過程為注意：（1）在物體受變力作用時動量定理仍然成立．但此時不可用表示沖量，動量定理可表達為ΣI=ΔP．（2）動量定理中的速度通常均指以地面為參照系的速度．三、好題精析例1．從塔頂以相同速率拋出A、B、C三小球，A豎直上拋，B平拋，C豎直下拋．另有D球從塔頂起自由下落，四小球質(zhì)量相同，落到同一水平面上．則（）A．落地時動能相同的小球是A、B、CB．落地時動量相同的小球是A、B、CC．從離開塔頂?shù)铰涞剡^程中，動能增量相同的小球只有A、B、CD．從離開塔頂?shù)铰涞剡^程中，動量增量相同的小球是B、D圖6－1－1例2．如圖6－1－1所示，質(zhì)量為m的物體，由靜止開始從A點沿斜面從h1高處下滑到地面，隨后又沿另一斜面上滑到h2高處B點停止．若在B點給物體一瞬時沖量，使物體B點沿原路返回A點，需給物體的最小沖量的大小是多少？圖6－1－1圖6－1－2例3．如圖6－1－2所示，質(zhì)量為m＝2kg的物體，在水平力9.8N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)．若F作用后撤去，撒去F后又經(jīng)物體與豎直墻壁相碰，若物體與墻壁作用時間，碰墻后反向彈回的速，求墻壁對物體的平均作用力(g取10m/s2)．圖6－1－2圖6－1－3例4．在光滑水平面上，放著兩塊長度相同、質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端各放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊，如圖6－1－3所示．開始時，各物均靜止，今在兩物塊上各作用一個水平恒力F1和F2，當物塊與木板分離時，兩木板的速度分別為v1和v2，物塊與兩木板之間的動摩擦因數(shù)相同，下列說法正確的是()圖6－1－3A．若F1=F2，Ml>M2，則v1>v2；B．若F1=F2，Ml<M2，則v1>vl；C．若F1>F2，Ml=M2，則v1>v2；．D．若F1<F2，Ml=M2，則v1>v2。AB圖6－1－4例5．如圖6－1－4，A、B兩小物快以平行于斜面的輕細線相連，均靜止于斜面上．以平行于斜面向上的恒力拉A，使A、B同時由靜止起以加速度a沿斜面向上運動．經(jīng)時間t1，細線突然被拉斷．再經(jīng)時間t2，B上滑到最高點．已知A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，細線斷后拉AAB圖6－1－4四．變式遷移abF圖6－1－51．如圖6－1－5所示，水平面上疊放著a、b兩木塊，用手輕推木塊b，a會跟著一起運動；若用錘子水平猛擊一下babF圖6－1－5A．輕推b時，b給a的作用力大B．輕推b時，b給a的作用時間長C．猛擊b時，b給a的沖量大D．猛擊b時，b給a的沖量小2．采煤方法中，有一種方法是用高壓水流將煤層擊碎而將煤采下．今有一采煤用水槍，由槍口射出的高壓水流速度為v。．設(shè)水的密度為，水流垂直射向煤層表面．試求煤層表面可能受到的最大壓強．五、能力突破1．運輸家用電器、易碎器件等物品時，經(jīng)常用泡沫塑料作填充物，這是為了在運輸過程中（）A．減小物品受到的沖量B．使物體的動量變化量減小C．較尖銳的物體不是直接撞擊物品表面，而是撞擊泡沫塑料，減小撞擊時的壓強D．延長了物品受撞擊的相互作用時間2．關(guān)于沖量跟物體受力情況和運動狀態(tài)的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．物體受到的沖量越大，物體的速度也越大B．物體受到的沖量越大，它的動量的增量也越大C．物體受到的沖量越大，它受到的沖力也越大D．物體受到的沖量越大，它的加速度也越大圖6－1－63．如圖6－1－6所示，兩個質(zhì)量相等的物體沿同一高度、傾角不同的兩光滑斜面頂端從靜止自由下滑，到達斜面底端，兩個物體具有不同的物理量是（）圖6－1－6A．下滑過程中重力的沖量B．下滑過程中彈力的沖量C．下滑過程中合力的沖量D．剛到達底端時的動量大小4．質(zhì)量為4kg的物體A以v0=10m/s初速度滑到水平面B上，已知A和B間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g=10m/s2，若以v0為正方向，則在10s內(nèi)，物體受到的沖量為（）圖6－1－7A．80N?s B．-80N?s C．40N?s D．-40N?s圖6－1－75．如圖6－1－7所示，質(zhì)量為M的小車在光滑的水平面上以速度v向左勻速運動，一質(zhì)量為m的小球從高h處自由下落，與小車碰撞后，反彈上升的高度仍為h，設(shè)M>>m，碰撞彈力N>>mg，球與車之間的動摩擦因數(shù)為μ，則小球彈起后的水平速度是（）A． B．0 C．－v D．6．質(zhì)量為m的小球，以水平初速度v0拋出，經(jīng)一段時間，恰垂直于斜面與斜面相碰，斜面對水平面的傾角為θ＝30°。這段時間內(nèi)，重力對小球的沖量大小為，方向為。小球與斜面相碰后，彈回初速率恰好為v0，則斜面對小球的沖量大小為，方向為。圖6－1－87．如圖6－1－8，用線將金屬M和m連在一起浸沒入水中，從靜止開始以加速度a加速下沉，經(jīng)過時間t1，線斷了，再經(jīng)過時間t2，木塊停止下沉，求此時金屬塊M的速度。圖6－1－88．一宇宙飛船，以v=1.2×104m/s的速度進入一宇宙微塵區(qū)，此塵區(qū)平均每1m3含有一個宇宙微塵，每個微塵的平均質(zhì)量為m=2×10-4g，已知飛船在垂直于速度方向的截面積為9．長L=2.2m的均勻細軟繩，質(zhì)量為m=100g，用輕細線懸掛起來，靜止時繩豎直，下端距地面的高度為h=5m，剪斷細線，使繩自由下落，求繩著地過程中，地面對繩的平均作用力。圖6－1－910．如圖6－1－9，質(zhì)量為m的三棱柱放壓光滑平面上，△ABC為其截面∠A=θ，質(zhì)量為m的物塊P沿斜面勻加速下滑，加速度為，P下滑過程中，三棱柱始終靜止，設(shè)地面對三棱柱的支持力為N，靜摩擦力為f。圖6－1－9(1)應(yīng)用牛頓第二定律求N和f；（2）應(yīng)用動量定理求N和f。參考答案二、知識掃描1、動量mv速度kg?m/s相等相同P2=2mEk2、沖量FtFN?s3、物體的動量增量等于物體所受外力的總沖量ΔP=ΣIΣFt=mv2－mv1ΔP=ΣIF?t三、好題精析例1．〖解析〗四個小球在運動過程中機械能均守恒．拋出時動能相同的小球，機械能相同，落地時它們機械能一定也相同，即落地時動能相同，故A對．動量是矢量，落地時B的速度方向與A、C不同，故B的動量與A、C不同，B錯．四小球運動過程中的動能增量均為ΔEK=mgh，均相同，C錯．小球運動過程中的動量增量為ΔP=mg?t，只有B、D運動時間相同，故D對．〖點評〗（1）動量是矢量，質(zhì)量相同的物體，速率相等，動能相同．但因方向可能不同，故動量可能不相同．（2）本題中，物體只受重力作用，動能增量等于重力所做功，它與軌跡是直線還是曲線無關(guān)，當小球的部分路徑重復(fù)時（如A球）仍可只計起終點高度差去計算重力的功．小球動量增量等于重力的沖量，它也與軌跡是直線還是曲線無關(guān)，但路徑重復(fù)時，所經(jīng)時間仍要計為重力作用的時間．例2．〖解析〗物體從A運動到B，克服摩擦力做的功為物體要從B返回A，必需的最小動能為根據(jù)，所以最小沖量的大小為〖點評〗注意動能與動量大小之間的關(guān)系，。例3．〖解析〗研究從物體開始運動到撞墻后反彈的全過程，選F的方向為正方向，根據(jù)動量定理有解得墻對物體的平均作用力為〖點評〗1．本題也可以把物體的運動分為加速、減速和撞墻三個過程，用牛頓定律進行求解，但過程比較煩瑣?？梢娧芯咳^程（或整體法）比分階段（或隔離法）簡便快捷．2．應(yīng)注意矢量的方向性．通常要設(shè)定正方向，然后用正、負表示矢量的方向。方向（正、負）弄錯是常見的錯誤。例4．〖解析〗設(shè)物塊質(zhì)量m，木板質(zhì)量M，長為L，物塊與木板間的滑動摩擦力大小為f，在水平力F作用下，經(jīng)過時間t，物塊恰滑過木板，分離時物塊的速度v，木板的速度V，木板通過的位移S，物塊通過的位移為S+L．則有(F-f)t=mvft=MV由此可得：，。因此，分離時木板的速度其中F>f?？芍?，M增大或F增大時，速度V都變小，選項B、D正確．〖點評〗解本題時容易錯誤認為水平力越大，木板的速度V也越大，而選擇選項C等錯誤．其實，力F作用在物塊上，F(xiàn)越大，每時每刻物塊與木板的速度差越大，物塊能較快脫離木板，木板獲得的速度不一定大。本題用若采用比例法則簡便一些。解題如下：由動量定理，木板的末速度可以表示為①以木板為參照物，滑塊相對木板的加速度為②表明a隨F、M增大而增大。設(shè)木板長為L，則滑塊通過木板時間為綜合以上各式可得B、D正確。例5．〖解析〗本題中，由于恒力大小、斜面的傾角、A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)均未知，故分別對A、B運動的每一個過程應(yīng)用動量定理建立方程時有一定困難，但若以系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)合外力為ΣF=(m1+m2)a，且注意到，細繩拉斷前后，系統(tǒng)所受各個外力均未變化，全過程中，B的動量增量為零，對系統(tǒng)運動的全過程，有：解出〖點評〗（1）動量定理的研究對象可以是一個物體，也可以是物體系統(tǒng)。系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的動量增量之和．（2）在系統(tǒng)所受外力中有較多未知因數(shù)時，應(yīng)用牛頓第二定律