高中物理选修3-5--动量-动量守恒
动量、动量守恒定律知识点总结

1 / 3选修3-5动量知识点总结一、对冲量的理解1、I =Ft :适用于计算恒力或平均力F 的冲量,变力的冲量常用动量定理求。
2、I合 的求法:A 、若物体受到的各个力作用的时间相同,且都为恒力,则I 合=F 合.tB 、若不同阶段受力不同,则I 合为各个阶段冲量的矢量和。
1、意义:冲量反映力对物体在一段时间上的积累作用,动量反映了物体的运动状态。
2、矢量性:ΔP的方向由v ∆决定,与1p 、2p 无必然的联系,计算时先规定正方向。
三、对动量守恒定律的理解:1、研究对象:相互作用的物体所组成的系统2、条件: A 、理想条件:系统不受外力或所受外力有合力为零。
B 、近似条件:系统内力远大于外力,则系统动量近似守恒。
C 、单方向守恒:系统单方向满足上述条件,则该方向系统动量守恒。
结论:等质量 弹性正碰 时,两者速度交换。
依据:动量守恒、动能守恒五、判断碰撞结果是否可能的方法:碰撞前后系统动量守恒;系统的动能不增加;速度符合物理情景。
动能和动量的关系:mp E K 22= K mE p 2=六、反冲运动:1、定义:静止或运动的物体通过分离出一部分物体,使另一部分向反方向运动的现象叫反冲运动。
2、规律:系统动量守恒3、人船模型:条件:当组成系统的2个物体相互作用前静止,相互作用过程中满足动量守恒。
七、临界条件:“最”字类临界条件如压缩到最短、相距最近、上升到最高点等的处理关键是——系统各组成部分具有共同的速度v 。
八、动力学规律的选择依据:1、题目涉及时间t,优先选择动量定理;2、题目涉及物体间相互作用,则将发生相互作用的物体看成系统,优先考虑动量守恒; 3、题目涉及位移s,优先考虑动能定理、机械能守恒定律、能量转化和守恒定律; 4、题目涉及运动的细节、加速度a,则选择牛顿运动定律+运动学规律;九、表达规范:说明清楚研究对象、研究过程、规律、规定正方向。
典型练习一、基本概念的理解:动量、冲量、动量的改变量1、若一个物体的动量发生了改变,则物体的( )A、速度大小一定变了 B 、速度方向一定变了 C 、速度一定发生了改变 D 、加速度一定不为02、质量为m 的物体从光滑固定斜面顶端静止下滑到底端,所用的时间为t , 斜面倾角为θ。
高中物理选修3-5动量守恒定律 碰撞的速度合理性公式

高中物理选修3-5动量守恒定律碰撞的速度合理性公式如此题:两个小球A 、B 在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m 1= 4kg ,m 2= 2kg ,A 的速度v 1=3m /s (设为正),B 的速度v 2= -3m/s ,则它们发生正碰后,其速度可能分别是A. 均为+1 m /sB. +4 m /s 和-5m /sC. +2m /s 和- 1m /sD. -1m/s 和+5m /s 答案:AD一般解法:设碰撞后两物体速度分别是v A 和v B ,由动量守恒定律可以得到:m 1v 1+m 2v 2=m 1v A +m 2v B ①分别将v A =1m /s ,v B =1m /s ;v A =4m /s ,v B =-5m /s ;v A =2m /s ,v B =-1m /s ;v A =-1m /s ,v B =5m /s 代入①中;可验证4个选项都满足动量守恒定律,再看动能变化情况: 设碰撞前得动能为E k ,碰撞后的动能为E k ′E k = 12m 1v 12+ 12m 2v 22=27J E k ′=12m 1v A 2+ 12m 2v B 2 由于碰撞过程动能不可能增加,所以应有E k ≥E k ‘,据此可排除选项B ;选项C 虽满足E k ≥E k ‘,但A 、B 沿同一直线相向运动,发生碰撞后各自仍保持原来速度的方向(v A >0,v B <0),这显然是不符合实际的,因此选项C 错误;验证选项A 、D 均满足E k >E k ‘.故正确的选项为A (完全非弹性碰撞)和D (弹性碰撞)。
总结归纳后我们可以发现,被撞物体的速度(记为v 2)总在一个范围,假设被撞物体的起始速度为0,碰撞的物体起始速度为v 0,按照动量守恒定律和动能定理,我们可以求解被撞物体的速度(v 2)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++∈0211021122,v m m m v m m m v 前者是分配速度,后者是教材例题的结论。
人教版高中物理选修3-5教学案:第十六章 第3节 动量守恒定律 -含答案

第3节动量守恒定律1.相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统,系统内部物体间的力叫内力。
2.系统以外的物体施加的力,叫外力。
3.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
一、系统内力和外力1.系统:相互作用的两个或多个物体组成的整体。
2.内力:系统内部物体间的相互作用力。
3.外力:系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
二、动量守恒定律1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
3.适用条件:系统不受外力或者所受外力矢量和为零。
4.普适性:动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
1.自主思考——判一判(1)如果系统的机械能守恒,则动量也一定守恒。
(×)(2)只要系统内存在摩擦力,动量就不可能守恒。
(×)(3)只要系统受到的外力做的功为零,动量就守恒。
(×)(4)只要系统所受到合外力的冲量为零,动量就守恒。
(√)(5)系统加速度为零,动量不一定守恒。
(×)2.合作探究——议一议(1)如果在公路上有三辆汽车发生了追尾事故,将前面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力,还是外力?如果将后面两辆汽车看作一个系统呢?提示:内力是系统内物体之间的作用力,外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。
如果将前面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力,是外力;如果将后面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力,是内力。
(2)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样?提示:动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广。
动量、动量守恒定律知识点总结

选修3-5动量知识点总结一、对冲量的理解1、I =Ft :适用于计算恒力或平均力F 的冲量,变力的冲量常用动量定理求。
2、I 合 的求法:A 、若物体受到的各个力作用的时间相同,且都为恒力,则I 合=F 合.tB 、若不同阶段受力不同,则I 合为各个阶段冲量的矢量和。
1、意义:冲量反映力对物体在一段时间上的积累作用,动量反映了物体的运动状态。
2、矢量性:ΔP 的方向由v ∆决定,与1p 、2p 无必然的联系,计算时先规定正方向。
三、对动量守恒定律的理解:1、研究对象:相互作用的物体所组成的系统2、条件: A 、理想条件:系统不受外力或所受外力有合力为零。
B 、近似条件:系统内力远大于外力,则系统动量近似守恒。
C 、单方向守恒:系统单方向满足上述条件,则该方向系统动量守恒。
四、碰撞类型及其遵循的规律:结论:等质量 弹性正碰 时,两者速度交换。
依据:动量守恒、动能守恒五、判断碰撞结果是否可能的方法:碰撞前后系统动量守恒;系统的动能不增加;速度符合物理情景。
动能和动量的关系:mp E K 22= K mE p 2=六、反冲运动:1、定义:静止或运动的物体通过分离出一部分物体,使另一部分向反方向运动的现象叫反冲运动。
2、规律:系统动量守恒3、人船模型:条件:当组成系统的2个物体相互作用前静止,相互作用过程中满足动量守恒。
七、临界条件:“最”字类临界条件如压缩到最短、相距最近、上升到最高点等的处理关键是——系统各组成部分具有共同的速度v 。
八、动力学规律的选择依据:1、题目涉及时间t ,优先选择动量定理;2、题目涉及物体间相互作用,则将发生相互作用的物体看成系统,优先考虑动量守恒;3、题目涉及位移s ,优先考虑动能定理、机械能守恒定律、能量转化和守恒定律;4、题目涉及运动的细节、加速度a ,则选择牛顿运动定律+运动学规律;九、表达规范:说明清楚研究对象、研究过程、规律、规定正方向。
典型练习一、基本概念的理解:动量、冲量、动量的改变量1、若一个物体的动量发生了改变,则物体的( ) A 、速度大小一定变了 B 、速度方向一定变了 C 、速度一定发生了改变 D 、加速度一定不为02、质量为m 的物体从光滑固定斜面顶端静止下滑到底端,所用的时间为t, 斜面倾角为θ。
高中物理选修3-5第十六章动量和动量守恒定律讲评-教学反思

课后反思
一、教学方法上的改革与创新:这是一节单元讲评课。
重点要培养学生把握知识内在联系的能力、规律的提取能力以及各方面综合分析问题的能力。
从教学方法上,大胆对力学中两大重要守恒定律进行了归纳比较,引导学生自述、讨论、归纳、总结规律和解题方法。
动量知识往往出现于练习题和高考题中,分析相互作用系统的动量变化,作用过程往往不单一,有一定的难度。
但应相信学生,他们的能力不可低估。
因为学生已有的基础是学习了动量定理和牛顿第二、第三定律,对各部分知识、方法都清楚的前提下,在学生之间进行探索、讨论交流,让他们己悟比按常规方法教学效果要好得多。
二、在学法指导上,引导学生自查自纠。
突出自主、探究、合作,教给他们分析的正确方法,全方位发挥主观能动性。
将思考始终贯穿在整个课堂教学的过程中。
三、学生互评中形成学生自我认识和自我教育、自我进步的能力。
在自评和互评和教师的点评中帮助学生悦纳自己、拥有自信。
学生在讨论分析过程中互相学习、互相评价,讨论中辩论,纠错中提高。
在平时的教学中始终就把学生放在主体的位置,课堂气氛很活跃,使我从中得到了不少新的启示。
高中物理选修3-5重要知识点总结

选修3-5知识汇总一、动量1.动量:p =mv {方向与速度方向相同}2.冲量:I =Ft {方向由F 决定}3.动量定理:I =Δp 或Ft =mv t –mv o {Δp:动量变化Δp =mv t –mv o ,是矢量式}4.动量守恒定律:p 前总=p 后总或p =p ’也可以是/22/112211v m v m v m v m +=+ 5.(1)弹性碰撞: 系统的动量和动能均守恒'2'1221121v m v m v m v m +=+ ① 2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+ ② 1211'22v m m m v +=其中:当2v =0时,为一动一静碰撞,此时 (2)非弹性碰撞:系统的动量守恒,动能有损失'2'1221121v m v m v m v m +=+(3)完全非弹性碰撞:碰后连在一起成一整体 共v m m v m v m )(212211+=+,且动能损失最多6. 人船模型——两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时,不受其它外力,对这两个物体组成的系统来说,动量守恒,且任一时刻的总动量均为零,由动量守恒定律,有mv1 = MV2 (注意:几何关系) 注: (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等); (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加; 思考1:利用动量定理和动量守恒定律解题的步骤是什么? 思考2:动量变化Δp 为正值,动量一定增大吗?(不一定) 思考3:两个物体组成的系统动量守恒,其中一个物体的动量增大,另一个物体的动量一定减小吗?动能呢?(不一定)思考4:两个物体碰撞过程遵循的三条规律分别是什么?思考5:一动一静两个小球正碰撞,入射球和被撞球的速度范围怎样计算?思考6:有哪些模型可视为一动一静弹性碰撞?有哪些模型可视为人船模型?人船模型存在哪些特殊规律? 思考7:同样是动量守恒,碰撞,爆炸,反冲三者有何不同?(有弹簧的弹性势能或火药的化学能,或者人体内的化学能转化为动能的情况下,总动能增大) 二、波粒二象性1、1900年普朗克能量子假说,电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的E=hv2、赫兹发现了光电效应,1905年,爱因斯坦量解释了光电效应,提出光子说及光电效应方程3、光电效应① 每种金属都有对应的c ν和W 0,入射光的频率必须大于这种金属极限频率才能发生光电效应 ② 光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大(0W h E Km -=ν)。
选修3-5第十六章 第三节 动量守恒定律 课件

右端是系统内物体在另外同一时刻的动量的矢量和。
(2)式子的左端是系统内物体在同一时刻的动量的矢量和
(3)同一式子中各速度必须是相对于同一惯性参考系。 (4)不仅适用于低速、宏观领域,而且也适用于高速、
微观领域。
5.若一个系统所受外力的矢量和不为0,则:
系统所受合外力的冲量等于系统动量的变化。
0.9 m s
答:
例2.(P7)
解:取炸裂前火箭的速度方向为正方向,则:
由 mv m1v1 (m m1 )v2 mv m1v1 v2 m m1
得:
由题意可知v1为负值,因此v2为正值,即另一块 的速度方向与炸裂前火箭的速度方向相同。
答:
三、动量守恒定律的普适性
例:如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5kg, mB=0.3kg、mC=0.2kg,A和B紧靠着放在光滑的水平面 上,C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的 上表面,由于摩擦最终与B木块的共同速度为8m/s,求 C刚脱离A时,A的速度和C的速度。
即
I外 m1v1 m2v2 (m1v1 m2v2 )
m2
m1
F2
m2 m1
F1
m2
m1
例1.(P7)
解:取碰撞前货车的速度方向为正方向,两车碰撞 后共同运动的速度为v,则:
由 m1v1 (m1 m2 )v m1v1 v m1 m2
4
得:
1.8 10 2 m s 4 4 1.8 10 2.2 10
第十六章 动量守恒定律 第三节 动量守恒定律
一、几个基本概念
为了便于对问题的讨论和分析,我们引 入几个概念 系统: 存在相互作用的几个物体组成的整体 内力: 系统内各个物体间的相互作用力 外力: 系统外的其他物体作用在系统内任何 一个物体上的力
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。
单位是skg .动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的,所以m动量也是相对的。
2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题:①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。
④动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和,而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较:①动量是矢量, 动能是标量。
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高中物理动量动量守恒动量、冲量和动量定理第1课1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量.是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量;通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。
单位是kg·m/s;2、动量和动能的区别和联系①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大小平方成正比。
即动量相同而质量不同的物体,其动能不同;动能相同而质量不同的物体其动量不同。
②动量是矢量,而动能是标量。
因此,物体的动量变化时,其动能不一定变化;而物体的动能变化时,其动量一定变化。
③因动量是矢量,故引起动量变化的原因也是矢量,即物体受到外力的冲量;动能是标量,引起动能变化的原因亦是标量,即外力对物体做功。
④动量和动能都与物体的质量和速度有关,两者从不同的角度描述了运动物体的特性,且二者大小间存在关系式:P2=2mE k3、动量的变化及其计算方法动量的变化是指物体末态的动量减去初态的动量,是矢量,对应于某一过程(或某一段时间),是一个非常重要的物理量,其计算方法:(1)ΔP=P t一P0,主要计算P0、P t在一条直线上的情况。
(2)利用动量定理ΔP=F·t,通常用来解决P0、P t;不在一条直线上或F为恒力的情况。
二、冲量1、冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量.是矢量,如果在力的作用时间内,力的方向不变,则力的方向就是冲量的方向;冲量的合成与分解,按平行四边形法则与三角形法则.冲量不仅由力的决定,还由力的作用时间决定。
而力和时间都跟参照物的选择无关,所以力的冲量也与参照物的选择无关。
单位是N·s;2、冲量的计算方法(1)I=F·t.采用定义式直接计算、主要解决恒力的冲量计算问题。
(2)利用动量定理Ft=ΔP.主要解决变力的冲量计算问题,但要注意上式中F为合外力(或某一方向上的合外力)。
三、动量定理1、动量定理:物体受到合外力的冲量等于物体动量的变化.Ft=mv/一mv或Ft=p/-p;该定理由牛顿第二定律推导出来:(质点m在短时间Δt内受合力为F合,合力的冲量是F合Δt;质点的初、未动量是mv0、mv t,动量的变化量是ΔP=Δ(mv)=mv t-mv0.根据动量定理得:F合=Δ(mv)/Δt)2.单位:牛·秒与千克米/秒统一:l千克米/秒=1千克米/秒2·秒=牛·秒;3.理解:(1)上式中F为研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(2)动量定理中的冲量和动量都是矢量。
定理的表达式为一矢量式,等号的两边不但大小相同,而且方向相同,在高中阶段,动量定理的应用只限于一维的情况。
这时可规定一个正方向,注意力和速度的正负,这样就把大量运算转化为代数运算。
(3)动量定理的研究对象一般是单个质点。
求变力的冲量时,可借助动量定理求,不可直接用冲量定义式.4.应用动量定理的思路:(1)明确研究对象和受力的时间(明确质量m 和时间t );(2)分析对象受力和对象初、末速度(明确冲量I 合,和初、未动量P 0,P t );(3)规定正方向,目的是将矢量运算转化为代数运算;(4)根据动量定理列方程(5)解方程。
四、动量定理应用的注意事项1.动量定理的研究对象是单个物体或可看作单个物体的系统,当研究对象为物体系时,物体系的总动量的增量等于相应时间内物体系所受外力的合力的冲量,所谓物体系总动量的增量是指系统内各个的体动量变化量的矢量和。
而物体系所受的合外力的冲量是把系统内各个物体所受的一切外力的冲量的矢量和。
2.动量定理公式中的F 是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
它可以是恒力,也可以是变力。
当合外力为变力时F 则是合外力对作用时间的平均值。
3.动量定理公式中的Δ(mv )是研究对象的动量的增量,是过程终态的动量减去过程始态的动量(要考虑方向),切不能颠倒始、终态的顺序。
4.动量定理公式中的等号表明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相等,方向一致,单位相同。
但考生不能认为合外力的冲量就是动量的增量,合外力的冲量是导致研究对象运动改变的外因,而动量的增量却是研究对象受外部冲量作用后的必然结果。
5.用动量定理解题,只能选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体做参照物。
忽视冲量和动量的方向性,造成I 与P 正负取值的混乱,或忽视动量的相对性,选取相对地球做变速运动的物体做参照物,是解题错误的常见情况。
规律方法1、冲量和动量变化量的计算【例1】如图所示,倾角为α的光滑斜面,长为s ,一个质量为m 的物体自A 点从静止滑下,在由A 到B 的过程中,斜面对物体的冲量大小是 ,重力冲量的大小是 。
物体受到的冲量大小是 (斜面固定不动).解析:该题应用冲量的定义来求解.物体沿光滑料面下滑,加速度a=gsinα,滑到底端所用时间,由s=½at 2,可知t=a s /2=αsin /2g s由冲量的定义式I N =Nt=mgcosααcos /2g s , I G =mgt=mg αsin /2g sI 合=F 合t =mgsinααsin /2g s点评:对力的冲量计算,学生比较习惯按做功的方法求,如I F 易算为Fcosθt,而实际为Ft ,对支持力、重力的冲量通常因为与位移垂直而认为是零。
冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。
对动量变化量,分不清应该用那个力的冲量来计算,实际只要求出合外力的冲量就可以了。
【例2】一单摆摆球质量m=0.2kg ,摆长l=0.5m .今将摆球拉高与竖直方向成50角处由静止释放,求摆球运动至平衡位置过程中重力的冲量和合力的冲量.(g =10 m /s 2) 解析:摆球重力为恒力,且时间t 为单摆周期的1/4,即t=T/4=gl 2π.所以I G =mg g l 2π=0.2×10×105.02π≈0.69 N·s 摆球所受合力为变力,不能直接用公式I =Ft 计算,只能应用动量定理求之: F 合t =Δmv=m ()θcos 12-gl ≈0.039 N·s答案:0.69 N·S;0.039 N·S说明:(1)注意区别所求的是某一力的冲量还是合外力的冲量.(2)恒力的冲量一般直接由I =Ft 求,变力的冲量一般由I =ΔP 求.【例3】以初速度v 水平抛出一质量为m 的石块,不计空气阻力,则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是( )A.在两个相等的时间间隔内,石块受到的冲量相同B.在两个相等的时间间隔内,石块动量的增量相同C.在两个下落高度相同的过程中,石块动量的增量相同D.在两个下落高度相同的过程中,石块动能的增量相同解析:不计空气阻力,石块只受重力的冲量,无论路程怎样,两个过程的时间相同,重力的冲量就相同,A 正确。
据动量定理,物体动量的增量等于它受到的冲量,由于在两个相等的时间间隔内,石块受到重力的冲量相同,所以动量的增量必然相同,B 正确。
由于石块下落时在竖直分方向上是作加速运动,两个下落高度相同的过程所用时间不同,所受重力的冲量就不同,因而动量的增量不同,C 错。
据动能定理,外力对物体所做的功等于物体动能的增量,石块只受重力作用,在重力的方向上位移相同,重力功就相同,因此动能增量就相同,D 正确。
答案:ABD 。
2、动量定理的初步应用【例4】如图所示,质量为2kg 的物体,放在水平面上,受到水平拉力F =4N的作用,由静止开始运动,经过1s 撤去F ,又经过1s 物体停止,求物体与水平面间的动摩擦因数。
解析:在水平面上物体受力分析如图所示,据题意物体的运动分为两个阶段,第一阶段水平方向受拉力F 和摩擦力f 的作用,历时t 1=1s;第二阶段撤去F 后只受摩擦力f 的作用又历时t 2=ls.全过程初始速度为0,全过程结束时末速度也为0,所以总动量的增量为0.应用动量定理可列式:Ft l 一f(t l 十t 2)=0其中摩擦力f =μN=μmg由以上两式得:()112410.12102Ft mg t t μ⨯===+⨯⨯ 注意:应用动量定理公式I =mv 2一mv l 时,不要把公式左边的冲量单纯理解为合外力的冲量,可以进一步理解为“外力冲量的矢量和”,这样就对全过程应用一次动量定理就可以解决问题而使思路和解题过程简化。
【例5】质量为m=2kg 的小球,从离地面h 1=5 m 高处自由下落,球和地面相碰后又反弹至h 2=3.2 m 高处,已知上述过程经历的时间t=1.9s ,求地面和小球间的平均弹力是多大? 解析:小球下落时是自由落体运动,下落时间和落地时末速不难求出,反跳后作竖直上抛运动,上升时间和上抛的初速度也能求出,和地面作用的时间为由总时间和下落与上升的时间差,用动量定理就能求出地面的作用力。
落地时速度:112210510/v gh m s ==⨯⨯=,下落所用时间:11252110h t s g ⨯=== 反弹后上升初速度:222210 3.28/v gh m s ==⨯⨯=,反弹后上升时间:222 3.220.810h t s g ⨯=== 对球和地面碰撞过程用动量定理,设向上方向为正:(F 一mg )(t 一t 1一t 2)=mv 2一(一mv I )()()121221082103801.910.8m v v F mg N t t t +⨯+=+=+⨯=----【例6】如图所示,A 、B 经细绳相连挂在弹簧下静止不动,A 的质量为m ,B 的质量为M ,当A 、B 间绳突然断开物体A 上升到某位置时速度为v ,这时B 下落速度为u ,在这段时间内弹簧弹力对物体A 的冲量为解析:把AB 作为一个整体应用动量定理得:(F -Mg-mg)t=mv +(-Mu)分别对A 、B 应用动量定理得:(F -mg )t=mv ,-Mgt=-Mu代入上式得I=Ft=mv +mgt=mv +mu=m (v +u )【例7】人从高处跳到低处时,为了延长碰撞时间,保护身体不受伤,脚着地后便自然地下蹲.(1)人的这种能力是A .应激性;B .反射;C .条件反射;D .非条件反射(2)某质量为50kg 的飞行员,从5 m 高的训练台上跳下,从脚着地到完全蹲下的时间约为1s ,则地面对他的作用力为多大?(g =10m /s 2)(3)假如该飞行员因心理紧张,脚着地后未下蹲,他和地碰撞的时间为0.01s ,则此时地对人的力又是多大?解析:(1)B 、D 正确 (2)下落 5m 时速度v t =gh 2=10m /s由动量定理得(F l -mg )t 1=mv F 1=mv/t 1+mg =1×103N(3)由动量定理得(F 2一mg )t 2=mv F 2=mv/t 2+mg =5.05×104N【例8】据报道,一辆轿车在高速强行超车时,与迎面驰来的另一辆轿车相撞,两车身因碰撞挤压,皆缩短了约0.5m,据测算相撞时两车的速度均为109km/s,试求碰撞过程中车内质量60kg 的人受到的平均冲击力约为多少?解析:两车相碰时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,此过程位移为0.5m,设人随车做匀减速运动的时间为t,已知v 0≈30m/s,由00220.5123030v s s t t s v ⨯====得 根据动量定理有Ft=mv 0,解得F=5.4×104N【例9】滑块A 和B 用轻细绳连接在一起后放在水平桌面上,水平恒力F 作用在B 上,使A 、B 一起由静止开始沿水平桌面滑动,已知滑块A 、B 与水平桌面间的滑动摩擦因数μ,力F 作用t 秒后,A 、B 间连线断开,此后力F 仍作用于B ,试求:滑块A 刚刚停住时,滑块B 的速度多大?滑块A 、B 的质量分别为m A 、m B解析:(1)取滑块A 、B 为研究对象,研究A 、B 整体做加速运动的过程,根据动量定理,有:[F -μ(m A +m B )g]t =(m A +m B )V -0.由此可知A 、B 之间连线断开时,A 、B 的速度为V=[F -μ(m A +m B )g]t/(m A +m B )(2)研究滑块A 作匀减速运动过程,根据动量定理有:-μm A gt /=0-m A V将V 代入上式,可求得滑块A 作匀减速滑行时间为:t /=g V μ=()BA B A gm gm t g m m F μμμ++-][ (3)研究滑块A 、B 整体.研究从力F 作用开始直至A 停住的全过程.此过程中物体系统始终受到力F 及摩擦力的冲量,根据动量定理,有[F -μ(m A +m B )g](t +t /)=m B v B将t /代人上式,可求出滑块A 刚停住时滑块BR 的速度为v B =()()g m m m Ft g m m F B A B B A ++-μμ][ 【例10】质量为M 的金属块和质量为m 的木块用细线连在一起,在水中以加速度a 下沉,不计水的阻力。