物理選修3-5全套講義專(zhuān)題1

一、動(dòng)量和動(dòng)量變化量的理解1．物體質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量，動(dòng)量是矢量，方向與速度的方向相同．2．動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系：Ek＝eq\f(p2,2m)或p＝eq\r(2mEk).3．動(dòng)量的變化量Δp＝p′－p，Δp也是矢量，其方向與速度變化量的方向相同．若初、末動(dòng)量在一條直線(xiàn)上，計(jì)算時(shí)可把矢量運(yùn)算化為代數(shù)運(yùn)算；若初、末動(dòng)量不在一條直線(xiàn)上，運(yùn)用平行四邊形定則求解．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]1．(多選)下列關(guān)于動(dòng)量的說(shuō)法正確的是()A．動(dòng)量相同的兩個(gè)物體，質(zhì)量大的動(dòng)能小B．一個(gè)物體動(dòng)量改變了，則速率一定改變C．一個(gè)物體的速率改變，它的動(dòng)量一定改變D．一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，它的動(dòng)量一定改變答案ACD解析由動(dòng)能公式Ek＝eq\f(p2,2m)可知A對(duì)；動(dòng)量為矢量，動(dòng)量發(fā)生變化有可能是速度方向發(fā)生變化，B錯(cuò)；同理C、D對(duì)．2．一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度向左飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5A．大小為3.6kg·m/sB．大小為3.6kg·m/sC．大小為12.6kg·m/sD．大小為12.6kg·m/s答案D解析選向左為正方向，則動(dòng)量的變化量為Δp＝mv1－mv0＝(－0.18×45－0.18×25)kg·m/s＝－12.6kg·m/s，大小為12.63．一質(zhì)量為m的小球以速度v在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從如圖1中的A點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)90°到達(dá)B點(diǎn)，小球動(dòng)量的變化量是多少？圖1答案eq\r(2)mv，與A點(diǎn)速度方向的夾角為135°解析如圖所示．由于初、末動(dòng)量不在一條直線(xiàn)上，由平行四邊形定則可知Δp＝mΔv＝eq\r(mv2＋mv2)＝eq\r(2)mv.與A點(diǎn)速度方向的夾角為135°.二、沖量的理解和計(jì)算1．沖量的公式I＝Ft，矢量，方向與力的方向相同，反映了力的作用對(duì)時(shí)間的積累．2．沖量的計(jì)算：(1)直接由定義式I＝Ft計(jì)算．(2)F－t圖象中可用圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]4．(多選)在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有()A．動(dòng)量不變的運(yùn)動(dòng)，一定是勻速運(yùn)動(dòng)B．動(dòng)量大小不變的運(yùn)動(dòng)，可能是變速運(yùn)動(dòng)C．如果在任何相等時(shí)間內(nèi)物體所受的沖量相等(不為零)，那么該物體一定做勻變速運(yùn)動(dòng)D．若某一個(gè)力對(duì)物體做功為零，則這個(gè)力對(duì)該物體的沖量也一定為零答案ABC解析動(dòng)量不變，即速度不變，所以運(yùn)動(dòng)物體一定做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A正確；動(dòng)量大小不變，即速度大小不變，所以可能是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B正確；由F＝eq\f(I,t)，可知合外力不變，所以為勻變速運(yùn)動(dòng)，C正確；某個(gè)力對(duì)物體做功為零，該力沖量一定不為零，D錯(cuò)誤．5．(多選)靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力F的作用，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示，則下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．0～4s內(nèi)物體的位移為零B．0～4s內(nèi)拉力對(duì)物體做功為零C．4s末物體的動(dòng)量為零D．0～4s內(nèi)拉力對(duì)物體沖量為零答案BCD三、動(dòng)量定理的理解與計(jì)算1．動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)定性解釋一些物理現(xiàn)象：在動(dòng)量變化一定的情況下，如果需要增大作用力，必須縮短作用時(shí)間．如果需要減小作用力，必須延長(zhǎng)作用時(shí)間，這就是緩沖作用．(2)定量計(jì)算：在用動(dòng)量定理計(jì)算有關(guān)問(wèn)題時(shí)，要注意力必須是物體所受的合外力以及動(dòng)量定理的矢量性，求解前先規(guī)定正方向，再簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算(一維碰撞時(shí))．(3)動(dòng)量定理是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一種重要方法．對(duì)于只涉及物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間而不涉及加速度的問(wèn)題，用動(dòng)量定理要比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題方便得多．2．用動(dòng)量定理解題的一般步驟(1)明確研究對(duì)象和物理過(guò)程．(2)分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況．(3)選取正方向，確定物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初、末狀態(tài)的動(dòng)量．(4)依據(jù)動(dòng)量定理列方程、求解．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]6．(多選)對(duì)下列物理現(xiàn)象的解釋?zhuān)_的是()A．擊釘時(shí)，不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B．跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了增大作用力C．易碎品運(yùn)輸時(shí)，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力D．在車(chē)內(nèi)推車(chē)推不動(dòng)，是因?yàn)楹贤饬_量為零答案CD解析用橡皮錘擊釘子，橡皮錘與釘子接觸時(shí)形變量比較大，延長(zhǎng)了作用時(shí)間，使作用力減小，所以不用橡皮錘釘釘子，故A錯(cuò)誤；跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了增加運(yùn)動(dòng)員與沙子的作用時(shí)間，從而減小作用力，避免運(yùn)動(dòng)員受到傷害，故B錯(cuò)誤；易碎品運(yùn)輸時(shí)，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力，故C正確；在車(chē)內(nèi)推車(chē)推不動(dòng)，是因?yàn)楹贤饬_量為零，故D正確．7．(多選)如圖3所示，把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩慢拉動(dòng)紙帶，重物跟著紙帶一起運(yùn)動(dòng)，若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說(shuō)法是()圖3A．在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間摩擦力小B．在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的摩擦力大C．在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量大D．在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量小答案CD解析在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物與紙帶之間是靜摩擦力，在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，它們之間是滑動(dòng)摩擦力，靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相同．緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，作用時(shí)間長(zhǎng)，摩擦力的沖量大，重物的動(dòng)量變化大，所以重物跟著紙帶一起運(yùn)動(dòng)；迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，作用時(shí)間短，滑動(dòng)摩擦力的沖量小，重物的動(dòng)量變化小，所以重物幾乎不動(dòng)．8.如圖4所示為江西藝人芧榮榮，他以7個(gè)半小時(shí)內(nèi)連續(xù)顛球5萬(wàn)次成為新的吉尼斯紀(jì)錄創(chuàng)造者，而這個(gè)世界紀(jì)錄至今無(wú)人超越．若足球用頭頂起，某一次上升高度為80cm，足球的重量為400g，與頭頂作用時(shí)間Δt為0.1s，則足球本次在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和足球給頭部的作用力大小為(空氣阻力不計(jì)，g＝圖4A．t＝0.4s；FN＝40N B．t＝0.4s；FN＝68NC．t＝0.8s；FN＝36N D．t＝0.8s；FN＝40N答案C解析足球自由下落時(shí)有：h＝eq\f(1,2)gt2解得：t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×0.8,10))s＝0.4s豎直上拋運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為自由落體的2倍t總＝2t＝2×0.4s＝0.8s設(shè)豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理得：(FN－mg)Δt＝mv－(－mv)v＝gt＝10×0.4＝4聯(lián)立解得：FN＝36N.9．如圖5所示，在光滑水平面上靜止放著兩個(gè)相互接觸的木塊A、B，質(zhì)量分別為m1和m2，今有一子彈水平穿過(guò)兩木塊．設(shè)子彈穿過(guò)木塊A、B的時(shí)間分別為t1和t2，木塊對(duì)子彈的阻力恒為f，則子彈穿過(guò)兩木塊后，木塊A的速度大小是()圖5A.eq\f(ft1,m1) B.eq\f(ft1,m1＋m2)C.eq\f(ft1＋t2,m1＋m2) D.eq\f(ft1＋t2,m1)答案B解析設(shè)子彈穿過(guò)木塊m1時(shí)，m1、m2的速度為v1，由動(dòng)量定理ft1＝(m1＋m2)v1得v1＝eq\f(ft1,m1＋m2).10．排球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動(dòng)．為了了解排球的某些性能，某同學(xué)讓排球從距地面高h(yuǎn)1＝1.8m處自由落下，測(cè)出該排球從開(kāi)始下落到第一次反彈到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t＝1.4s，第一次反彈的高度為h2＝1.25m．已知排球的質(zhì)量為m＝0.5kg，g取10(1)排球與地面的作用時(shí)間；(2)排球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Φ拇笮。鸢?1)0.3s(2)23.3N解析(1)排球下落時(shí)間：t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝eq\r(\f(2×1.8,10))s＝0.6s排球上升時(shí)間：t2＝eq\r(\f(2h2,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s排球與地作用時(shí)間：Δt＝t－t1－t2＝0.3s(2)設(shè)平均作用力為F，對(duì)全過(guò)程：FΔt－mgt＝0代入數(shù)據(jù)得：F≈23.3N.11．在水平地面的右端B處有一面墻，一小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.5kg，AB間距離s＝5m，如圖6所示．小物塊以初速度v0＝8m/s從A向B運(yùn)動(dòng)，剛要與墻壁碰撞時(shí)的速度v1＝7m/s，碰撞后以速度v2＝6m圖6(1)小物塊從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度a的大?。?2)小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)若碰撞時(shí)間t＝0.05s，碰撞過(guò)程中墻面對(duì)小物塊平均作用力F的大?。鸢?1)1.5m/s2(2)0.15(3)130解析(1)從A到B過(guò)程是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式，有：a＝eq\f(v\o\al(2,1