动量定理习题

动量定理习题
动量定理习题

动量、冲量及动量定理一

1.两物体质量之比为m 1∶m 2=4∶1,它们以一定的初速度沿水平面在摩擦力作用下做减速滑行到停下来的过程中

(1)若两物体的初动量相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______;

(2)若两物体的初动量相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______;

(3)若两物体的初速度相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______;

(4)若两物体的初速度相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______.

2. 从高为H 的平台上,同时水平抛出两个物体A 和B ,已知它们的质量m B =2m A ,抛出时的速度v A =2v B ,不计空气阻力,它们下落过程中动量变化量的大小分别为Δp A 和Δp B ,则( )

A.Δp A =Δp B

B.Δp A =2Δp B

C.Δp B =4Δp A

D.Δp B =2Δp A

3.“蹦极”是一项勇敢者的运动,如图5-1-1所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P 处自由下

落,在空中感受失重的滋味.若此人质量为60 kg ,橡皮绳长20 m ,人可看成质点,g 取10 m/s 2,求:

(1)此人从点P 处由静止下落至橡皮绳刚伸直(无伸长)时,人的动量为_______;

(2)若橡皮绳可相当于一根劲度系数为100 N/m 的轻质弹簧,则此人从P 处下落到_______m 时具有最大速度;(3)若弹性橡皮绳的缓冲时间为3 s ,求橡皮绳受到的平均冲力的大小.

4. 高压采煤水枪出水口的截面积为S ,水的射速为v ,射到煤层上后,水速度为零.若水的密度为ρ,求水对煤层的冲力.

5.将一质量为kg 1的物体以速度0v 抛出,若在抛出后s 5钟落地,不计空气阻力,试求此物体在落地前s 3内的动量变化。

6.玻璃杯同一高度下落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地撞击的过程中( )

A .玻璃杯的动量较大

B .玻璃杯受到的冲量较大

C .玻璃杯的动量变化较大

D .玻璃杯的动量变化较快

7.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做出各种空中动作的运动项目。一个质量为kg 60的运动员,从离水平网面m 2.3高处自由落下,着网后又沿竖直方向蹦回离水平网面m 0.5高处。已知运动员与网接触的时间为s 2.1,若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理,求此力的大小。

8.如图1所示,质量为M 的小车在光滑的水平面上以速度0v 向右做匀速直线运动,一个质量为m 的小球从高h 处自由下落,与小车碰撞后反弹上升的高度为仍为h 。设M ?m ,发生碰撞时弹力N F ?mg ,小球与车之间的动摩擦因数为μ,则小球弹起时的水平速度可能是

A .0v

B .0

C .gh 22μ

D .-v 0

9.一个质量为m=2kg 的物体,在F 1=8N 的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t 1=5s,然后推力减小为F 2=5N,方向不变,物体又运动了t 2=4s 后撤去外力,物体再经 过t 3=6s 停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。

10.质量是60kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已

知弹性安全带缓冲时间为,安全带伸直后长5m ,求安全带所受的平均冲量.( g= 10m /s 2)

11. 如图所示,以V o =10m /s 2的初速度、与水平方向成300角抛出一个质量m =2kg 的小球.忽略空气阻力的作用,g 取10m /s 2.求抛出后第2s 末小球速度的大小.

12.如图所示, 质量为M 的汽车带着质量为m 的拖车在平直公路上以加速度V 0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与路面的动摩擦因数为μ,那么拖车刚停下时,汽车的瞬时速度是多大? 13.如图所示,矩形盒B 的质量为M ,放在水平面上,盒

内有一质量为m 的物体A ,A 与B 、B 与地面间的动摩擦因

数分别μ1、μ2,开始时二者均静止。现瞬间使物体A 获取一向右且与矩形盒B 左、右侧

壁垂直的水平速度V 0,以后物体A 在盒B 的左右壁碰撞时,B 始终向右运动。当A 与B 最

后一次碰撞后,B 停止运动,A 则继续向右滑行距离S 后也停止运动,求盒B 运动的时间t 。

14.质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又

经过时间t 2停在沙坑里。求:⑴沙对小球的平均阻力F ;

⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 。

15.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).16.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

17.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 的冲量为多少?

18.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?

19.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 ) V 0

300 m V 0 V / M B A V 0 A B C

20.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。某时刻,下沉的速度为v 时,细线突然断了,此后金属块继续下沉,木块上浮经t 秒木块跃出水面。测得木块跃出水面的初速度v 1,若此时金属块还未沉到湖底,求此时金属块的速度v 2?

21.宇宙飞船进入一个宇宙尘埃区,每前进lm ,就有10个平均质量为2×10-7的微尘粒与飞船相撞,

并附在飞船上。若尘埃微粒原来的速度不计,要保持飞船的速度10 km/s ,飞船喷气产生的推力至少应维持多大?

动量、冲量及动量定理一

1.如图所示,一恒力F 与水平方向夹角为θ,作用在置于光滑水平面上,质

量为m 的物体上,作用时间为t ,则力F 的冲量为( )

A .Ft

B .mgt

C .F cos θt

D .(mg-F sin θ)t 2.质量为m 的质点以速度υ绕半径R 的圆周轨道做匀速圆周运动,在半个周期内动量的改变量大小为( )

A .0

B .mυ

C .2mυ

D .条件不足,无法确定

3.如图所示质量为m 的物块沿倾角为θ的斜面由底端向上滑去,经过时间t 1速度

为零后又下滑,经过时间t 2回到斜面底端,在整个运动过程中,重力对物块的

总冲量为( )

A .0

B .mg sin θ(t 1+ t 2)

C .mg sin θ(t 1- t 2)

D .mg (t 1+ t 2)

4.水平抛出的物体,不计空气阻力,则( )

A .在相等时间内,动量的变化相同

B .在任何时间内,动量的变化方向都在竖直方向

C .在任何时间内,动量对时间的变化率相同

D .在刚抛出的瞬间,动量对时间的变化率为零

5.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中。若把它在空中自由下落的过程称为Ⅰ,进入 泥潭直到停止的过程称为Ⅱ,则( )

A .过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量

B .过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小

C .过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ与过程Ⅱ重力冲量的大小

D .过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量

6.甲、乙两物体质量相等。并排静止在光滑水平面上。现用一水平外力F 推动甲物体。同时在F 的相同方向给物体乙一个瞬时冲量I ,使两物体开始运动。当两物体重新相遇时( )

A .甲的动量为I

B .甲的动量为2I

C .所经历的时间为F I

D .所经历的时间为F I 2 7.质量为1kg 的物体从离地面5m 高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3.2m ,设球与地面作用时间为,则小球对地面的平均冲力为(g =10m/s 2

) ( )

A .90N

B .80N

C .110N

D .100N

8.把一个乒乓球竖直向上抛出,若空气阻力大小不变,则乒乓球上升到最高点和从最高点返回到抛

出点的过程相比较( )

A.重力在上升过程的冲量大 B.合外力在上升过程的冲量大

C.重力冲量在两过程中的方向相反 D.空气阻力冲量在两过程中的方向相反

9.木块和铁块的质量分别为m和M,用线连接起来放在水中,木块的密度小于水的密度。放手后一起以加速度a加速下降,经时间t1后线断了,再经时间t2,木块速度为零,当木块速度为零时,铁块速度为多少?

10.有一宇宙飞船,它的正面面积为S=0.98m2,以υ=2×103m/s的速度飞入宇宙微粒尘区,尘区每1m3空间有一个微粒,每一微粒平均质量m=2×10-4g,若要使飞船速度保持不变,飞船的牵引力应增加多少?(设微粒尘与飞船碰撞后附着于飞船上)

11.列车沿水平轨道匀速前进,列车的总质量为M,在车尾,有一节质量为m的车厢脱钩,当列车司机发现时,列车已行驶了离脱钩的时间t,司机立即关闭发动机,如果列车所受到的阻力与其重力成正比,且关闭发动机前,机车的牵引力恒定,求当列车两部分都停止运动时,机车比末节车厢多运动了多长时间?

12.在水平面上有两个物体A和B,质量分别为m A=2kg,m B=1kg,A与B相距s=9.5m,A以υA=10m/s 的初速度向静止的B运动,与B发生碰撞后分开仍沿原来方向运动。已知A从开始到碰后停止共运动了6s钟,问碰后B运动多少时间停止?(已知两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ=,g=10m/s2)

13.皮球从某高度落到水平地板上,每弹跳一次上升的高度总等于前一次的倍,且每次球与地面接触时间相等,空气阻力不计,与地面碰撞时,皮球重力可忽略。

⑴相邻两次球与地板碰撞的平均冲力大小之比是多少?

⑵若用手拍这个球,保持在0.8m的高度上下跳动,则每次应给球施加的冲量大小为多少?已知球的质量m=0.5kg,g=10m/s2。

答案:

1.剖析:(1)由动量定理得-F f t =0-p t =f

F p 由于F f 和p 均相同,所以t 1∶t 2=1∶1. (2)由动量定理得-μmg ·t =0-p t =mg

p μ由于p 、μ均相同,所以t 与m 成反比,故t 1∶t 2=m 2∶m 1=1∶4.

(3)由动量定理得-F f t =0-mv t =

f F mv 由于F f 、v 均相同,所以t 与m 成正比,故t 1∶t 2=m 1∶m 2=4∶1.

(4)由动量定理得-μmgt =0-mv t =g

v μ由于μ、v 均相同,所以t 1∶t 2=1∶1. 2.解析:由t =g

H 2知t A =t B ,由动量定理知Δp =mgt ,故Δp B =2Δp A . 答案:D 3.剖析:(1)人从高空落下,先在重力作用下做自由落体运动,弹性橡皮绳拉直后除受到重力外还受到橡皮绳的弹力F 作用.他做自由落体运动的时间为t 1=g h 2=10

202? s=2 s 他做自由落体运动的末速度为v =gt 1=20 m/s

此时他的动量为p =mv =1 200 kg ·m/s.

(2)当他到达平衡位置时,速度最大,则kx =mg 解得平衡位置时橡皮绳伸长量为x =6 m ,他从P 处下落了26 m.

(3)对人从开始下落到速度减为零的全过程,又由动量定理得mg (t 1+t 2)-Ft 2=0解得F =1 000 N

根据牛顿第三定律得,橡皮绳受到的平均冲力大小为1 000 N.

4.剖析:设在Δt 时间内,从水枪射出的水的质量为Δm ,则Δm =ρSv Δt .以Δm 为研究对象,它在

Δt 时间内动量变化为:Δp =Δm (0-v )=-ρSv 2Δt

设F N 为水对煤层的冲力,F N ′为煤层对水的反冲力,以F N ′的方向为正方向,根据动量定理(忽略水

的重力)有:F N ′Δt =Δp =-ρv 2S Δt 解得:F N ′=-ρSv 2根据牛顿第三定律知F N =-F N ′,所以F N =

ρSv 2.

5.解析:物体被抛出后仅受重力作用,所以由动量定理得s m kg s m kg t mg I p /30/3101?=???=?==?

故,物体落地前s 3内的动量变化为s m kg /30?,方向竖直向下。

6.解析:玻璃杯从相同的高度落下,落地时的速度大小是相同的,经过与地面撞击,最后速度都变为零,所以无论是落在水泥地上还是落在草地上,玻璃杯动量的变化p ?是相同的,由动量定理p t F ?=?可知,两种情况下玻璃杯受到的合外力的冲量也是相同的,所以选项A 、B 和C 都是错误

的;但由于掉在水泥地上时,作用的时间t ?较短,所以玻璃杯受到的合外力的冲力较大,若把动量定理的表达式写成t p F ??=,就可以得出玻璃杯易碎的原因是“玻璃杯的动量变化较快”,所以选项D 是正确的。

7.解析(一):运动员刚接触网时的速度大小为

s m s m gh v /8/2.3102211=??==,方向向下。

刚离开网时的速度大小为

s m s m gh v /10/0.5102222=??==,方向向上。

运动员与网接触的过程中,设网对运动员的作用力大小为F ,并设向上为正方向,对运动员由动量定理,则有

12)(mv mv t mg F -=?-

则 mg t

mv mv F +?-=12 N N N 3105.110602

.1)8(601060?=?+-?-?=

解析(二):以运动员下降、与网接触、上升三个阶段全程考虑。

从m 2.3高处自由下落的时间为

s s g h t 8.010

2.32211=?== 从反弹到弹回到m 0.5高处所用的时间为

s s g h t 0.110

0.52222=?== 整个过程中运动员始终受重力作用,仅在与网接触的s 2.1内受到网对他向上的弹力F 作用,若设竖直向上为正方向,则全程利用动能定理得

0)(21=?++?+-t F t t t mg

所以 mg t

t t t F ?+?+=21 N N 3105.110602

.10.12.18.0?=??++=

8.解析:小球的水平速度是由于小车对它的摩擦力作用引起的,若小球在离开小车之前水平方向上就

已经达到了0v ,则摩擦力消失,小球在水平方向上的速度不再加速;反之,小球在离开小车之前在水平方向上就是一直被加速的。故分以下两种情况进行分析:

小球离开小车之前已经与小车达到共同速度v ,则水平方向上动量守恒,有

v m M Mv )(0+=

由于M ?m 所以 0v v =

若小球离开小车之前始终未与小车达到共同速度,则对小球应用动量定理得

水平方向上有v m t F '=μ

竖直方向上有gh m mv t F N 222==

又 N F F μμ=解以上三式,得gh v 22μ='故,正确的选项为A C 。

9.分析与解:规定推力的方向为正方向,在物体运动的整个过程中,物体的初动量P 1=0,末动量P 2=O 。据动量定理有: 0)((3212211=++-+t t t f t F t F 即:0)645(4558=++-?+?f ,解得 N f 4=

10.分析与解:人下落为自由落体运动,下落到底端时的速度为:gh V 220=

s m gh V /1020==∴

取人为研究对象,在人和安全带相互作用的过程中,人受到重力mg 和安全带给的冲力 F ,取F 方向为正方向,由动量定理得: Ft=mV —mV 0

所以N t

mV mg F 11000=+=,(方向竖直向下) 11.分析与解:小球在运动过程中只受到重力的作用,在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀变速运动,竖直方向应用动量定理得: F y t=mV y -mV y0

所以mgt=mV y -,

解得V y ==15m/s.

而V x ==s m /35

在第2s 未小球的速度大小为:s m V V V y /3102

20=+=

12.分析与解:以汽车和拖车系统为研究对象,全过程系统受的合外力始终为()a m M +,该过程经

历时间为V 0/μg ,末状态拖车的动量为零。全过程对系统用动量定理可得:

()()()()0/0/0,V Mg

g a m M V V m M MV g V a m M μμμ++=∴+-=?+ 13.解:以物体A 、盒B 组成的系统为研究对象,它们在水平方向所受的外力就是地面盒B 的滑动摩擦力,而A 与B 间的摩擦力、A 与B 碰撞时的相互作用力均是内力。设B 停止运动时A 的速度为V ,且假设向右为正方向,由系统的动量定理得:

02)(mV mV gt M m -=+-μ

当B 停止运动后,对A 应用动能定理得:2121mV mgS ==

μ 由以上二式联立解得:g m M gS

m mV t )(2210+-=μμ。

14.解:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C 。

⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t 1+t 2,而阻力作用时间仅为t 2,以竖直向下为正方向,有:

m g (t 1+t 2)-F t 2=0, 解得:()2

21t t t mg F += ⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t 1时间内只有重力的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有:

m g t 1-I =0,∴I =m g t 1

15.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=?at 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 s

I 合=F 合t =mgsinααsin /2g s

16.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 。

17.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 )

18.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00220.5123030

v s s t t s v ?====得 根据动量定理有Ft=mv 0,解得F=×104N

19.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=()B

A 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][ 20.解析:把金属块和木块看成是一个系统,则此系统受到外力的冲量应等于其动量的增量。系统受到的外力为金属块与木块各自受到的重力和水的浮力,由于已知它们在水中一起下沉的加速度,可用牛顿第二定律求出其受到的合力。

设竖直向下为正方向,它们在水中受到的浮力分别为F 1和F 2。

据动量定理:(mg +Mg 一F 1-F 2)t =(Mv 2一mv l )一(m 十M )v……①

据牛顿第二定律,它们一起下沉时:Mg 十mg 一F 1一F 2=(m +M) a……②

把②代入①得(m +M )at =(Mv 2一mv l )一(m +M )v 解得()()12m M at v mv

v M +++=

21.解析:设飞船速度为v ,飞行时间为Δt,每前进1m 附着的尘粒数为n ,尘粒的平均质量为m 0,则在Δt 内飞船增加的质量Δm=nm 0vΔt.

据动量定理FΔt=Δmv。可知推力:272001021010000200nm v t F v nm v N t -?===???=? 动量 动量定理练习题 参考答案

1.A 2.C 3.D 4.ABC (动量的变化t mg m p ?=?=?υ; g 的方向是竖直向下的,物体动量变化竖直向下;动量的变化率为mg t

m t p =??=??υ) 5.AC (在过程Ⅰ中,钢珠仅受重力的作用,钢球由静止开始自由下落,钢珠的末动量就是钢球动量的改变量。由动量定理可知它等于钢珠所受到的合外力的冲量,这个冲量就是重力的冲量。钢珠从开始下落直到它陷入泥潭后静止的全过程(即包括过程Ⅰ和过程Ⅱ),它动量的改变量为零,合外力的冲量为零,即全过程重力冲量的大小等于在泥潭中所受到阻力冲量的大小) 6.BD (两物位移相同,t m I t m F =?221,F

I t 2=,甲动量为I 甲=Ft =2I ) 7.D (物体落地的速度为10211==gh υm/s ,反弹的速度为8222==gh υm/s ,以向上为正方向物体与地面接触过程中动量的改变为Δp =1×8-1×(-10)=18kgm/s ,由动量定理有(N -mg ) Δt =Δp ,代入数据后得N =100N )

8.BD (匀减速运动的末速度为零,可看作初速度为零匀加速运动的反演,上升过程中加速度大于下

降过程中加速度,在位移相同情况下,加速度大, 由22

1at s =可知时间短。由公式as 2=υ可知,上升初速度大于下降末速度,即上升过程中动量的改变量大于下降过程动量的的改变量。重力方向始终不变,阻力方向上升时向下,下降时向上,力的冲量方向总是与力的方向一致)

9.木块和铁块一起以加速度a 下降,当线断后,木块作匀减速运动,而铁块作匀加速运动,木块的

加速度为a 1,方向向上;铁块的加速度为a 2,方向向下,利用木块分段运动中的速度特点可求得a 与a 1的关系,再利用铁块和木块一起运动和已求出的a 1与a 的关系,求出a 2与a 的关系。若把木块和铁块作为一个整体来看,它们所受的合外力为(M +m )a ,在这个力的作用下,运动的总时间为(t 1+t 1),在这段时间内的木块的末速度为零,也就是说这个力在这段时间内的冲量就等于铁块的动量。即 (M +m )a (t 1+t 1) =Mυ M

t t a m M )()(21++=υ 10.微粒尘由静止至随飞船一起运动,微粒的动量增加量是由飞船对小粒的作用效果,由动量定理有

Ft =nmυ 其中V t S n υ=,所以,N ====78.02υυυSm Vt

t Sm t nm F 11.列车匀速运动,机车牵引力F =kMg ,对列车脱钩后的两部分应用动量定理kMg

t -k (M -m )g (t m +Δt )=0-(M -m )υ,-kmgt m =0-mυ,两式相比化简得)())((m M t t t m M Mt m

m --=?+-- 解得t m

M M t -=? 另解:列车多运动时间Δt ,是在脱钩后牵引力冲量kMg t 作用的原因,致使阻力的冲量增大,这两

部分冲量大小相等,方向相反,由动量定理有kMg t -k (M -m )g Δt =0 解得t m

M M t -=? 12.设A 运动时间为t 2,而B 与A 相碰开始运动时间为t 1,以A 、B 组成系统为研究对象,由动量定

理有以下关系式-f A t 2- f B t 1=0-m A υA ,B A A A f t f m t 2

1-=υ,f A =μm A g ,- f B t 1=μm B g 218s A A A B m m gt t m g

υμμ-== 13.⑴皮球原高度为H ,与地面碰第一次前瞬时速度为gH 20=υ,碰后的速度为第二次碰前瞬时速度

和第二次碰后瞬时速度关系为υ2=υ1=υ0。设两次碰撞中地板对球的平均冲力分别为F 1、F 2,选向上为正方向,由动量定理有F 1t =mυ1-(-mυ0)= mυ0,F 2t =mυ2-(-mυ1)= mυ1= mυ0, F 1:F 2=5:4 ⑵球跳起上升高度H g g H 64.0264.022021==='υυ,欲使球跳起

0.8m ,应使下落高度为00.8 1.25m 0.640.64

h h ===,

球由1.25m 落到0.8m 处具有速度为

3m/s υ,则应在0.8m 处给球的冲量为I =mυ=·s

动量冲量和动量定理典型例题精析

动量、冲量和动量定理·典型例题精析 [例题1]质量为m的物体,在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑.如图7-1所示.求在时间t内物体所受的重力、斜面支持力以及合外力给物体的冲量. [思路点拨]依冲量的定义,一恒力的冲量大小等于这力大小与力作用时间的乘积,方向与这力的方向一致.所以物体所受各恒力的冲量可依定义求出.而依动量定理,物体在一段时间t内的动量变化量等于物体所受的合外力冲量,故合外力给物体的冲量又可依动量定理求出. [解题过程]依冲量的定义,重力对物体的冲量大小为 I G=mg·t, 方向竖直向下. 斜面对物体的支持力的冲量大小为 I N=N·t=mg·cosθ·t,

方向垂直斜面向上. 合外力对物体的冲量可分别用下列三种方法求出. (1)先根据平行四边形法则求出合外力,再依定义求出其冲量. 由图7-1(2)知,作用于物体上的合力大小为F=mg·sinθ,方向沿斜面向下. 所以合外力的冲量大小 I F=F·t=mg·sinθ·t. 方向沿斜面向下. (2)合外力的冲量等于各外力冲量的矢量和,先求出各外力的冲量,然后依矢量合成的平行四边形法则求出合外力的冲量. 利用前面求出的重力及支持力冲量,由图7-1(3)知合外力冲量大小为 方向沿斜面向下.

或建立平面直角坐标系如图7-1(4),由正交分解法求出.先分别求出合外力冲量I F在x,y方向上分量I Fx,I Fy,再将其合成. (3)由动量定理,合外力的冲量I F等于物体的动量变化量Δp. I F=Δp=Δmv=mΔv=m(at)=mgsinθ·t. [小结] (1)计算冲量必须明确计算的是哪一力在哪一段时间内对物体的冲量. (2)冲量是矢量,求某一力的冲量除应给出其大小,还应给出其方向. (3)本题解提供了三种不同的计算合外力冲量的方法.

(完整版)二项式定理典型例题解析

二项式定理 概 念 篇 【例1】求二项式(a -2b )4的展开式. 分析:直接利用二项式定理展开. 解:根据二项式定理得(a -2b )4=C 04a 4+C 14a 3(-2b )+C 24a 2(-2b )2+C 34a (-2b )3 +C 44(- 2b )4 =a 4-8a 3b +24a 2b 2-32ab 3+16b 4. 说明:运用二项式定理时要注意对号入座,本题易误把-2b 中的符号“-”忽略. 【例2】展开(2x - 223x )5 . 分析一:直接用二项式定理展开式. 解法一:(2x -223x )5=C 05(2x )5+C 15(2x )4(-223x )+C 25(2x )3(-223x )2+C 35(2x )2(-2 23x )3+ C 4 5 (2x )(-223x )4+C 55(-2 23x )5 =32x 5-120x 2+x 180-4135x +78405 x -10 32243x . 分析二:对较繁杂的式子,先化简再用二项式定理展开. 解法二:(2x -223x )5=105 332)34(x x =10321x [C 05(4x 3)5+C 15(4x 3)4(-3)+C 25(4x 3)3(-3)2+C 35(4x 3)2(-3)3+C 45(4x 3)(-3)4+ C 55(-3)5 ] = 10 321 x (1024x 15-3840x 12+5760x 9-4320x 6+1620x 3-243) =32x 5-120x 2+x 180-4135x +78405 x -10 32243x . 说明:记准、记熟二项式(a +b )n 的展开式是解答好与二项式定理有关问题的前提条件.对较复杂的二项式,有时先化简再展开会更简便. 【例3】在(x -3)10的展开式中,x 6的系数是 . 解法一:根据二项式定理可知x 6的系数是C 4 10. 解法二:(x -3)10的展开式的通项是T r +1=C r 10x 10- r (-3)r . 令10-r =6,即r =4,由通项公式可知含x 6项为第5项,即T 4+1=C 410x 6(-3)4=9C 410x 6. ∴x 6的系数为9C 410. 上面的解法一与解法二显然不同,那么哪一个是正确的呢? 问题要求的是求含x 6这一项系数,而不是求含x 6的二项式系数,所以应是解法二正确. 如果问题改为求含x 6的二项式系数,解法一就正确了,也即是C 4 10. 说明:要注意区分二项式系数与指定某一项的系数的差异. 二项式系数与项的系数是两个不同的概念,前者仅与二项式的指数及项数有关,与二项

习题 动量矩定理(2)

动量矩定理(2) 班级 学号 姓名 一、选择题 1、圆柱在重力作用下沿粗糙斜面下滚,角加速度 ;当小球离开斜面后, 角加速度 。 (1)等于零; (2)不等于零; (3)不能确定 2、OA 杆重P ,对O 轴的转动惯量为J ,弹簧的弹性系数为k ,当杆处于铅垂位置时弹 簧无变形,取位置角?及其正向如图所示,则OA 杆在铅直位置附近作微振动的运动 微分方程为 。 (1) ??? Pb ka J --=2 ; (2) ??? Pb ka J 2+= ; (3) ??? Pb ka J +-=-2 ; (4) 二、填空题 1、在质量为M ,半径为R 的均质圆环上固接一质量为m 的均质细杆AB ,位置如图,切 有60=∠CAB °。若系统在铅垂面内以角速度ω绕O 轴转动,则系统对O 轴的动量 矩的大小为 。 2、如图系统中,小球质量为m ,水平杆OA 质量不计,弹簧刚度系数为k ,图示为静 平衡位置, 则系统作微振动时的微分方程为 。 三、计算题(解题步骤:①取研究对象画受力图②运动分析③列动力学方程求解) 1、两个重物M 1和M 2的质量各为m 1与m 2,分别系在两条不计质量的绳上,如图所示。此两绳又分别围绕在半径为r 1和r 2的塔轮上。塔轮的质量为m 3,质心为O ,对轴O 的回转半径为ρ。重物受重力作用而运动,求塔轮的角加速度。 ???Pb ka J -=-2

2、图示均质圆盘的半径R=180mm ,质量m=25kg 。测得圆盘的扭转振动周期s 11=T ;当加上另一物体时,测得扭转振动周期为s 2.1 2=T 。求所加物体对于转动轴的转动惯量。 3、一刚性均质杆重200N 。A 、B 处为光滑铰链约束。当杆位于水平位置时,C 处弹簧压缩了76mm ,弹簧刚度系数为8750N/m 。试求当约束A 突然移走时,此瞬时支座B 的反力。

二项式定理 练习题 求展开式系数的常见类型

二项式定理 1.在()103x -的展开式中,6 x 的系数为 . 2.10()x -的展开式中64x y 项的系数是 . 3.92)21(x x -展开式中9x 的系数是 . 4.8)1(x x - 展开式中5x 的系数为 。 5.843)1()2 (x x x x ++-的展开式中整理后的常数项等于 . 6.在65 )1()1(x x ---的展开式中,含3x 的项的系数是 . 7.在x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数为 . 8.()()8 11x x -+的展开式中5x 的系数是 . 9.72)2)(1(-+x x 的展开式中3x 项的系数是 。 10.54)1()1(-+x x 的展开式中,4x 的系数为 . 11.在6 2)1(x x -+的展开式中5x 的系数为 . 12.5)212(++x x 的展开式中整理后的常数项为 . 13.求(x 2+3x -4)4的展开式中x 的系数.

14.(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为 . 15.若 32()n x x -+的展开式中只有第6项的系数最大,则n= ,展开式中的常数项是 . 16.已知(124 x +)n 的展开式中前三项的二项式系数的和等于37,求展式中二项式系数最大的项的系数. 17.在(a +b )n 的二项展开式中,若奇数项的二项式系数的和为64,则二项式系数的最大值为________. 18.若2004200422102004...)21(x a x a x a a x ++++=-)(R x ∈,则展开式的系数和为________. 19.已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7,则a 1+a 2+…+a 7的值是________. 20.已知(1-2x +3x 2)7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 13x 13+a 14x 14.求:(1)a 1+a 2+…+a 14; (2)a 1+a 3+a 5+…+a 13.

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子,盒子中间有一质量为m 的物体,如图55-1所示.物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动,当它刚好与盒子右壁相碰时,速度减为 v 02 ,物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上,求: (1)物体在盒内滑行的时间; (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量. 解析:(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得:-μmgt = m mv t 0·-,=v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒,设碰 撞前瞬时盒子的速度为,则:=+=+.解得=,=.所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得=-=,方向向右. v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨:分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键. 【例2】 如图55-2所示,质量均为M 的小车A 、B ,B 车上 挂有质量为的金属球,球相对车静止,若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起,则碰撞刚结束时小车的速度多大?C 球摆到最高点时C 球的速度多大? 解析:两车相碰过程由于作用时间很短,C 球没有参与两车在水平方向的相互作用.对两车组成的系统,由动量守恒定律得(以向左为正):Mv -Mv =

2Mv 1两车相碰后速度v 1=0,这时C 球的速度仍为v ,向左,接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用,到达最高点时和两车 具有共同的速度,对和两车组成的系统,水平方向动量守恒,=++,解得==,方向向左.v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨:两车相碰的过程,由于作用时间很短,可认为各物都没有发生位移,因而C 球的悬线不偏离竖直方向,不可能跟B 车发生水平方向的相互作用.在C 球上摆的过程中,作用时间较长,悬线偏离竖直方向,与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变,这时只有将C 球和两车作为系统,水平方向的总动量才守恒. 【例3】 如图55-3所示,质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端,处于静止状态.已知车的长度为L ,则当人走到小车的左端时,小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离? 点拨:将人和车作为系统,动量守恒,设车向右移动的距离为s ,则人向左移动的距离为L -s ,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得M ·s -m(L -s)=0,从而可解得s .注意在用位移表示动量守恒时,各位移都是相对地面的,并在选定正方向后位移有正、负之分. 参考答案 例例跟踪反馈...;;.×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55-4所示,气球的质量为M 离地的高度为H ,在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳,人和气球恰悬浮在空中处于静止状态,现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面,求软绳的长度.

二项式定理典型例题

二项式定理典型例题-- 例1 在二项式n x x ?? ? ??+421的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中所有有理项. 分析:本题是典型的特定项问题,涉及到前三项的系数及有理项,可以通过抓通项公式解决. 解:二项式的展开式的通项公式为: 4324121C 21)(C r n r r n r r n r n r x x x T --+=??? ??= 前三项的.2,1,0=r 得系数为:)1(8141C ,2121C ,1231 21-=====n n t n t t n n , 由已知:)1(8 1123 12-+=+=n n n t t t , ∴8=n 通项公式为 1431681,82,1,021C +- +==r r r r r T r x T 为有理项,故r 316-是4的倍数, ∴.8,4,0=r 依次得到有理项为228889448541256 121C ,83521C ,x x T x x T x T =====-. 例2 求62)1(x x -+展开式中5x 的系数. 分析:62)1(x x -+不是二项式,我们可以通过22)1(1x x x x -+=-+或)(12x x -+把它看成二项式展开. 解:方法一:[]6 262)1()1(x x x x -+=-+ -+++-+=4 4256)1(15)1(6)1(x x x x x 其中含5x 的项为55145355566C 15C 6C x x x x =+-. 含5 x 项的系数为6. 例3 求证:(1)1212C C 2C -?=+++n n n n n n n ;

(2))12(1 1C 11C 31C 21C 1210 -+=++++++n n n n n n n n . 分析:二项式系数的性质实际上是组合数的性质,我们可以用二项式系数的性质来证明一些组合数的等式或者求一些组合数式子的值.解决这两个小题的关键是通过组合数公式将等式左边各项变化的等数固定下来,从而使用二项式系数性质 n n n n n n 2C C C C 210 =++++ . 解:(1)11C )!()!1()!1()!()!1(!)!(!!C --=+--?=--=-? =k n k n n k n k n n k n k n k n k n k k ∴左边111101C C C ----+++=n n n n n n n =?=+++=-----11111012)C C C (n n n n n n n 右边. (2))! ()!1(!)!(!!11C 11k n k n k n k n k k k n --=-?+=+ 11C 1 1)!()!1()!1(11+++=-++?+=k n n k n k n n . ∴左边112111C 1 1C 11C 11++++++++++= n n n n n n n =-+=++++=+++++)12(11)C C (C 111112111n n n n n n n 右边. 例4 展开5 2232??? ? ?-x x . 例5 若将10)(z y x ++展开为多项式,经过合并同类项后它的项数为( ). A .11 B .33 C .55 D .66 分析:10)(z y x ++看作二项式10])[(z y x ++展开. 解:我们把z y x ++看成z y x ++)(,按二项式展开,共有11“项”,即 ∑=-?+=++=++100101010 10)(])[()(k k k k z y x C z y x z y x . 这时,由于“和”中各项z 的指数各不相同,因此再将各个二项式k y x -+10)(展开, 不同的乘积k k k z y x C ?+-1010) ((10,,1,0 =k )展开后,都不会出现同类项. 下面,再分别考虑每一个乘积k k k z y x C ?+-1010)((10,,1,0 =k ). 其中每一个乘积展开后的项数由k y x -+10)(决定,

最新二项式定理练习题(含答案)

二项式定理 1 单选题 2 (x+1)4的展开式中x的系数为3 A.2 B. 4 C. 6 D.8 4 答案 5 B 6 解析 7 分析:根据题意,(x+1)4的展开式为T r+1=C 4 r x r;分析可得,r=1时,有x 8 的项,将r=1代入可得答案.9 解答:根据题意,(x+1)4的展开式为T r+1=C 4 r x r; 10 当r=1时,有T 2=C 4 1( x)1=4x; 11 故答案为:4. 12 故选B. 13 点评:本题考查二项式系数的性质,特别要注意对x系数的化简. 14 2 (x+2)6的展开式中x3的系数是 15 A.20 B.40 C.80 D. 160 16 答案 17 D 18 解析 19 分析:利用二项展开式的通项公式求出通项,令x的指数为3求出展开式中20 x3的系数. 21 解答:设含x3的为第r+1, 22 则Tr+1=C6rx6-r?2r, 23

24 令6-r=3, 25 得r=3, 26 故展开式中x3的系数为C63?23=160. 27 故选D. 28 点评:本题考查二项展开式的通项公式是解决二项展开式的特定项问题的工29 具 30 3在(1+数学公式)4的展开式中,x的系数为 31 A.4 B.6 C.8 D.10 答案 32 33 B 34 解析 35 分析:根据题意,数学公式的展开式为Tr+1=C4r(数学公式)r;分析可36 得,r=2时,有x的项,将x=2代入可得答案. 37 解答:根据题意,数学公式的展开式为Tr+1=C4r(数学公式)r; 当r=2时,有T3=C42(数学公式)2=6x; 38 39 故选B. 40 点评:本题考查二项式系数的性质,特别要注意对x系数的化简. 4(1+x)7的展开式中x2的系数是 41 42 A.21 B.28 C.35 D.42 43 答案 A 44 45 解析

动量矩定理习题

动量矩定理 习 题 例1:单摆将质量为m 的小球用长为l 的线悬挂于水平轴上,使其在重力作用下绕悬挂轴O 在铅直平面内摆动。线自重不计且不可伸长,摆线由偏角0?时从静止开始释放,求单摆的运动规律。 解:将小球视为质点。其速度为? l v =且垂直于摆线。摆对轴的动量矩为 ()?? 2ml l ml mv m o =?= 又 ()o T m o =,则外力对轴O 之矩为 ()?sin mgl F m o -= 注意:在计算动量矩与力矩时,符号规定 应一致(在本题中规定逆时针转向为正)。 根据动量矩定理,有 ()??sin 2mgl ml t x -= d d 即 0sin =+?? l g (a) 当单摆做微幅摆动时,??≈sin ,并令l g n = 2ω 则式(a )成为 02=+?ω? n (b ) 解此微分方程,并将运动初始条件带入,即当t=0时,0??=,00=? ,得单摆微幅摆动时的运动方程为 t n ω??cos 0= ? 由此可知,单摆的运动是做简谐振动。其振动周期为 g l T n π ωπ 22==

例2:双轴传动系统中,传动轴Ⅰ与Ⅱ对各自转轴的转动惯量为1J 与2J ,两齿轮的节圆半径分别为1R 与2R ,齿数分别为1z 与2z ,在轴Ⅰ上作用有主动力矩1M ,在轴Ⅱ上作用有阻力矩2M ,如图所示。求轴Ⅰ的角加速度。 解:轴Ⅰ与轴Ⅱ的定轴转动微分方程分别为 1111R P M J τε-= (a ) 2222R P M J τε+-= (b) 又 1 22112z z R R i === εε (c ) 以上三式联立求解,得 2 21211i J J i M M +-= ε 例3:质量为m 半径为R 的均质圆轮置放在倾角为α的斜面上,在重力的作用下由静止开始运动,设轮与斜面间的静、动滑动摩擦系数分别为f 、f ',不计滚动摩阻。试分析轮的运动。 解:取轮为研究对象,根据平面运动微分方程有 F mg ma c -=αsin (a ) N mg +-=αcos 0 (b) FR J c =ε (c) 由式(b )得 αc o s mg N = (d) 情况一: 设接触处绝对光滑。则F=0,由式(a )、(c)得 αs i n g a c = 0=ε 情况二:设接触处绝对粗糙。轮只滚不滑,做纯滚动。F 为静滑动摩擦力。 εR a c = ααεαsin 3 1 sin 32 sin 3 2 g F g R g a c = = = ∴

高中物理动量定理试题经典及解析

高中物理动量定理试题经典及解析 一、高考物理精讲专题动量定理 1.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m ,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L 时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L 时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍,重力加速度为g ,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求: (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功; (2)人给第一辆车水平冲量的大小。 【答案】(1)-3kmgL ;(2)10m kgL 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ,则 W =-kmgL -2kmgL =-3kmgL 即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL 。 (2)设第一辆车的初速度为v 0,第一次碰前速度为v 1,碰后共同速度为v 2,则由动量守恒得 mv 1=2mv 2 22101122 kmgL mv mv -= - 2 21(2)0(2)2 k m gL m v -=- 由以上各式得 010v kgL = 所以人给第一辆车水平冲量的大小 010I mv m kgL == 2.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2) (1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力) (2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略

二项式定理典型例题

二项式定理典型例题-- 典型例题一 例1 在二项式n x x ??? ? ?+421的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中所有有理项. 分析:本题是典型的特定项问题,涉及到前三项的系数及有理项,可以通过抓通项公式解决. 解:二项式的展开式的通项公式为: 4324121C 21)(C r n r r n r r n r n r x x x T --+=??? ??= 前三项的.2,1,0=r 得系数为:)1(8141C ,2121C ,1231 21-=====n n t n t t n n , 由已知:)1(8 1123 12-+=+=n n n t t t , ∴8=n 通项公式为 1431681,82,1,021C +- +==r r r r r T r x T Λ为有理项,故r 316-是4的倍数, ∴.8,4,0=r 依次得到有理项为228889448541256 121C ,83521C ,x x T x x T x T =====-. 说明:本题通过抓特定项满足的条件,利用通项公式求出了r 的取值,得到了有理项.类似地,1003)32(+的展开式中有多少项是有理项?可以通过抓通项中r 的取值,得到共有 17页 系数和为n 3. 典型例题四 例4 (1)求103)1()1(x x +-展开式中5x 的系数;(2)求6)21(++x x 展开式中的常数项. 分析:本题的两小题都不是二项式展开,但可以转化为二项式展开的问题,(1)可以视为两个二项展开式相乘;(2)可以经过代数式变形转化为二项式. 解:(1)10 3)1()1(x x +-展开式中的5x 可以看成下列几种方式得到,然后合并同类项:

二项式定理典型例题

高考数学专题复习二项式定理练习题 1.在二项式(仮的展开式中,前三项的系数成等差数列, 求展开式中所有有理项. I 2仮丿 分析:本题是典型的特定项问题,涉及到前三项的系数及有理项,可以通过抓通项公 式解决. 解:二项式的展开式的通项公式为: 前三项的r =01,2. 1 1 1 1 得系数为:1 =1,上 2 =。;一 =— n,t 3 = cn — = —ng-1 ), 2 2 4 8 1 由已知:2t 2 =匕 叫 3 n= 1 + — n(n —1), 8 ??? n =8 通项公式为 _ 16 J3r 1 --- TF=c8-rx 4 r =0,1,2" 8,Tr + 为有理项,故 16 —3r 是 4 的倍数, 2 /. r =0,4,8. 依次得到有理项为「= X 4 ,丁5 = C ; —4 X =— X ,T 9 = c 8 A x° =—— x 2 ? 2 8 2 256 说明:本题通过抓特定项满足的条件, 利用通项公式求出了 r 的取值,得到了有理项.类 似地,(J 2 +3 /3)100 的展开式中有多少项是有理项?可以通过抓通项中 系数和为3n . 2. (1)求(1 —x )3 (1+x )10 展开式中X 5 的系数;(2)求(x + 1 +2)6 展开式中的常数 项. X 分析:本题的两小题都不是二项式展开,但可以转化为二项式展开的问题, 视为两个二项展开式相乘; (2)可以经过代数式变形转化为二项式. 解:(1 ) (1-x )3 (1 +x )10 展开式中的X 5 可以看成下列几种方式得到,然后合并同类项: 用(1 —X )3 展开式中的常数项乘以 (1 +x )10 展开式中的 X 5 项,可以得到 C lo X 5 ;用 “c"严k 丿 2n J3r =c n 2^ x 4 r 的取值,得到共有 (1)可以

高二物理动量定理的应用

动量定理的应用(2)·典型例题解析 【例1】 500g 的足球从1.8m 的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m 高,不计空气阻力,这一过程经历的时间为1.2s ,g 取10m/s 2,求足球对地面的作用力. 解析:对足球与地面相互作用的过程应用动量定理,取竖直向下为 正,有-Δ=′-其中Δ=--=-×-×=--=,′=-=-××=(mg N)t mv mv t 1.2 1.21.20.60.50.1(s)v 2gh 210 1.2522221810 21251012h g h g .. -,==××=,解得足球受到向上的 弹力='+=+×=+=5(m /s)v 2gh 210 1.86(m /s)N mg 0.51055560(N)1v v v t ().(). -+?056501 由牛顿第三定律得足球对地面的作用力大小为60N ,方向向下. 点拨:本例也可以对足球从开始下落至弹跳到最高点的整个过程应用动量定理:mgt 总-N Δt =0-0,这样处理更为简便. 从解题过程可看出,当Δt 很短时,N 与mg 相比较显得很大,这时可略去重力. 【例2】如图51-1所示,在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,今有一颗子弹水平射向A 木块,已知子弹依次穿过A 、B 所用的时间分别是Δt 1和Δt 2,设子弹所受木块的阻力恒为f ,试求子弹穿过两木块后,两木块的速度各为多少? 解析:取向右为正,子弹穿过A 的过程,以A 和B 作为一个整体, 由动量定理得=+,=,此后,物体就以向右匀速运动,接着子弹要穿透物体. f t (m m )v v A v B 112A A A ??f t m m 1 12+ 子弹穿过B 的过程,对B 应用动量定理得f Δt 2=m 2v B -m 2v A , 解得子弹穿出后的运动速度=+.B B v B f t m m f t m ??11222 + 点拨:子弹穿过A 的过程中,如果只将A 作为研究对象,A 所受的冲量

二项式定理(基础+复习+习题+练习)

课题:二项式定理 考纲要求: 1.能用计数原理证明二项式定理 2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题. 教材复习 1.二项式定理及其特例: ()101()()n n n r n r r n n n n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈, ()21(1)1n r r n n n x C x C x x +=++ ++ + 2.二项展开式的通项公式:r r n r n r b a C T -+=1210(n r ,,, = 3.常数项、有理项和系数最大的项: 求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对r 的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性. 4.二项式系数表(杨辉三角) ()n a b +展开式的二项式系数,当n 依次取1,2,3…时,二项式 系数表,表中每行两端都是1,除1以外的每一个数都等于它肩上两个数的和. 5.二项式系数的性质: ()n a b +展开式的二项式系数是0n C ,1n C ,2n C ,…,n n C .r n C 可以看成以r 为自变量 的函数()f r ,定义域是{0,1,2,,}n ,例当6n =时,其图象是7个孤立的点(如图) 6.()1对称性. 与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(m n m n n C C -=).直线2 n r = 是图象的对称轴. ()2增减性与最大值: 当n 是偶数时,中间一项2n n C 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项12n n C -,12n n C +取得最大值 ()3各二项式系数和:∵1(1)1n r r n n n x C x C x x +=++ ++ +, 令1x =,则012 2n r n n n n n n C C C C C =+++ ++ +

动量定理习题

动量、冲量及动量定理一 1.两物体质量之比为m 1∶m 2=4∶1,它们以一定的初速度沿水平面在摩擦力作用下做减速滑行到停下来的过程中 (1)若两物体的初动量相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______; (2)若两物体的初动量相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______; (3)若两物体的初速度相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______; (4)若两物体的初速度相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______. 2. 从高为H 的平台上,同时水平抛出两个物体A 和B ,已知它们的质量m B =2m A ,抛出时的速度v A =2v B ,不计空气阻力,它们下落过程中动量变化量的大小分别为Δp A 和Δp B ,则( ) A.Δp A =Δp B B.Δp A =2Δp B C.Δp B =4Δp A D.Δp B =2Δp A 3.“蹦极”是一项勇敢者的运动,如图5-1-1所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P 处自由下 落,在空中感受失重的滋味.若此人质量为60 kg ,橡皮绳长20 m ,人可看成质点,g 取10 m/s 2,求: (1)此人从点P 处由静止下落至橡皮绳刚伸直(无伸长)时,人的动量为_______; (2)若橡皮绳可相当于一根劲度系数为100 N/m 的轻质弹簧,则此人从P 处下落到_______m 时具有最大速度;(3)若弹性橡皮绳的缓冲时间为3 s ,求橡皮绳受到的平均冲力的大小. 4. 高压采煤水枪出水口的截面积为S ,水的射速为v ,射到煤层上后,水速度为零.若水的密度为ρ,求水对煤层的冲力. 5.将一质量为kg 1的物体以速度0v 抛出,若在抛出后s 5钟落地,不计空气阻力,试求此物体在落地前s 3内的动量变化。 6.玻璃杯同一高度下落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地撞击的过程中( ) A .玻璃杯的动量较大 B .玻璃杯受到的冲量较大 C .玻璃杯的动量变化较大 D .玻璃杯的动量变化较快 7.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做出各种空中动作的运动项目。一个质量为kg 60的运动员,从离水平网面m 2.3高处自由落下,着网后又沿竖直方向蹦回离水平网面m 0.5高处。已知运动员与网接触的时间为s 2.1,若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理,求此力的大小。 8.如图1所示,质量为M 的小车在光滑的水平面上以速度0v 向右做匀速直线运动,一个质量为m 的小球从高h 处自由下落,与小车碰撞后反弹上升的高度为仍为h 。设M ?m ,发生碰撞时弹力N F ?mg ,小球与车之间的动摩擦因数为μ,则小球弹起时的水平速度可能是 A .0v B .0 C .gh 22μ D .-v 0 9.一个质量为m=2kg 的物体,在F 1=8N 的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t 1=5s,然后推力减小为F 2=5N,方向不变,物体又运动了t 2=4s 后撤去外力,物体再经 过t 3=6s 停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。 10.质量是60kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已

高考物理动量定理试题经典含解析

高考物理动量定理试题经典含解析 一、高考物理精讲专题动量定理 1.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.某滑道示意图如下,长直助滑道AB 与弯曲滑道BC 平滑衔接,滑道BC 高h =10 m ,C 是半径R =20 m 圆弧的最低点,质量m =60 kg 的运动员从A 处由静止开始匀加速下滑,加速度a =4.5 m/s 2,到达B 点时速度v B =30 m/s .取重力加速度g =10 m/s 2. (1)求长直助滑道AB 的长度L ; (2)求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小; (3)若不计BC 段的阻力,画出运动员经过C 点时的受力图,并求其所受支持力F N 的大小. 【答案】(1)100m (2)1800N s ?(3)3 900 N 【解析】 (1)已知AB 段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即 22 02v v aL -= 可解得:22 1002v v L m a -== (2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以 01800B I mv N s =-=? (3)小球在最低点的受力如图所示 由牛顿第二定律可得:2C v N mg m R -= 从B 运动到C 由动能定理可知: 221122 C B mgh mv mv = -

解得;3900N N = 故本题答案是:(1)100L m = (2)1800I N s =? (3)3900N N = 点睛:本题考查了动能定理和圆周运动,会利用动能定理求解最低点的速度,并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小. 2.半径均为52m R =的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定,两圆弧轨道的最低端切线水平,两圆心在同一竖直线上且相距R ,让质量为1kg 的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放,小球在圆弧轨道1上滚动过程中,合力对小球的冲量大小为5N s ?,重力加速度g 取210m /s ,求: (1)小球运动到圆弧轨道1最低端时,对轨道的压力大小; (2)小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。 【答案】(1)2 5(22 +(2)62.5J 【解析】 【详解】 (1)设小球在圆弧轨道1最低点时速度大小为0v ,根据动量定理有 0I mv = 解得05m /s v = 在轨道最低端,根据牛顿第二定律, 20 v F mg m R -= 解得252N 2F ??=+ ? ?? ? 根据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力大小为252N F ' ?=+ ?? (2)设小球从轨道1抛出到达轨道2曲面经历的时间为t , 水平位移: 0x v t = 竖直位移: 2 12 y gt =

2018年高考二项式定理十大典型问题及例题

学科教师辅导讲义 1.二项式定理: 011 ()()n n n r n r r n n n n n n a b C a C a b C a b C b n N --*+=++ ++ +∈, 2.基本概念: ①二项式展开式:右边的多项式叫做()n a b +的二项展开式。 ②二项式系数:展开式中各项的系数r n C (0,1,2,,)r n =???. ③项数:共(1)r +项,是关于a 与b 的齐次多项式 ④通项:展开式中的第1r +项r n r r n C a b -叫做二项式展开式的通项。用1r n r r r n T C a b -+=表示。 3.注意关键点: ①项数:展开式中总共有(1)n +项。 ②顺序:注意正确选择a ,b ,其顺序不能更改。()n a b +与()n b a +是不同的。 ③指数:a 的指数从n 逐项减到0,是降幂排列。b 的指数从0逐项减到n ,是升幂排列。各项的次数和等于n . ④系数:注意正确区分二项式系数与项的系数,二项式系数依次是012,,,,,,.r n n n n n n C C C C C ??????项的系数是a 与b 的系数 (包括二项式系数)。 4.常用的结论: 令1,,a b x == 0122(1)()n r r n n n n n n n x C C x C x C x C x n N *+=++++++∈ 令1,,a b x ==- 0122(1)(1)()n r r n n n n n n n n x C C x C x C x C x n N *-=-+- ++ +-∈ 5.性质: ①二项式系数的对称性:与首末两端“对距离”的两个二项式系数相等,即0n n n C C =, (1) k k n n C C -= ②二项式系数和:令1a b ==,则二项式系数的和为0122r n n n n n n n C C C C C +++++ +=, 变形式1221r n n n n n n C C C C ++ ++ +=-。 ③奇数项的二项式系数和=偶数项的二项式系数和: 在二项式定理中,令1,1a b ==-,则0123 (1)(11)0n n n n n n n n C C C C C -+-++-=-=, 从而得到:02421321 11222 r r n n n n n n n n n C C C C C C C +-++???++???=++ ++???= ?= ④奇数项的系数和与偶数项的系数和:

高考物理动量定理试题经典

高考物理动量定理试题经典 一、高考物理精讲专题动量定理 1.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2) (1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力) (2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略不计),测得前后两块质量之比为1:4,且炸裂时有大小为E =9000J 的化学能全部转化为了动能,则两块落地点间的距离是多少? 【答案】(1)1550N ;(2)900m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F ,设礼花弹上升时间为t ,则: 212 h gt = 解得 6s t = 对礼花弹从发射到抛到最高点,由动量定理 00()0Ft mg t t -+= 其中 00.2s t = 解得 1550N F = (2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2,对应的水平速度大小分别为v 1、v 2,则: 在最高点爆炸,由动量守恒定律得 1122m v m v = 由能量守恒定律得 2211221122E m v m v = + 其中 121 4m m = 12m m m =+ 联立解得 1120m/s v =

230m/s v = 之后两物块做平抛运动,则 竖直方向有 212 h gt = 水平方向有 12s v t v t =+ 由以上各式联立解得 s=900m 2.如图所示,光滑水平面上有一轻质弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,滑块A 以v 0=12 m/s 的水平速度撞上静止的滑块B 并粘在一起向左运动,与弹簧作用后原速率弹回,已知A 、B 的质量分别为m 1=0.5 kg 、m 2=1.5 kg 。求: ①A 与B 撞击结束时的速度大小v ; ②在整个过程中,弹簧对A 、B 系统的冲量大小I 。 【答案】①3m/s ; ②12N ?s 【解析】 【详解】 ①A 、B 碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向 由动量守恒定律得 m 1v 0=(m 1+m 2)v 代入数据解得 v =3m/s ②以向左为正方向,A 、B 与弹簧作用过程 由动量定理得 I =(m 1+m 2)(-v )-(m 1+m 2)v 代入数据解得 I =-12N ?s 负号表示冲量方向向右。 3.汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一.设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F 0时,安全气囊爆开.某次试验中,质量m 1=1 600 kg 的试验车以速度v 1 = 36 km/h 正面撞击固定试验台,经时间t 1 = 0.10 s 碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开.忽略撞击过程中地面阻力的影响. (1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I 0的大小及F 0的大小; (2)若试验车以速度v 1撞击正前方另一质量m 2 =1 600 kg 、速度v 2 =18 km/h 同向行驶的汽车,经时间t 2 =0.16 s 两车以相同的速度一起滑行.试通过计算分析这种情况下试验车

(完整版)二项式定理典型例题

1. 在二项式n x x ??? ? ? +4 21的展开式中,前三项的系数成等差数列,求展开式中所有有理项. 分析:本题是典型的特定项问题,涉及到前三项的系数及有理项,可以通过抓通项公 式解决. 解:二项式的展开式的通项公式为: 4324121C 21)(C r n r r n r r n r n r x x x T --+=?? ? ??= 前三项的.2,1,0=r 得系数为:)1(8 141C ,2121C ,123121-=====n n t n t t n n , 由已知:)1(8 1 12312-+=+=n n n t t t , ∴8=n 通项公式为 14 3168 1,82,1,02 1C +- +==r r r r r T r x T Λ为有理项,故r 316-是4的倍数, ∴.8,4,0=r 依次得到有理项为22 888944 8 541256 121C ,83521C ,x x T x x T x T =====-. 说明:本题通过抓特定项满足的条件,利用通项公式求出了r 的取值,得到了有理项.类 似地,100 3)32(+的展开式中有多少项是有理项?可以通过抓通项中r 的取值,得到共有 系数和为n 3. 2.(1)求10 3 )1()1(x x +-展开式中5x 的系数;(2)求6)21 (++ x x 展开式中的常数项. 分析:本题的两小题都不是二项式展开,但可以转化为二项式展开的问题,(1)可以视为两个二项展开式相乘;(2)可以经过代数式变形转化为二项式. 解:(1)10 3)1()1(x x +-展开式中的5x 可以看成下列几种方式得到,然后合并同类项: 用3)1(x -展开式中的常数项乘以10)1(x +展开式中的5x 项,可以得到5 510C x ;用 3)1(x -展开式中的一次项乘以10)1(x +展开式中的4x 项可得到54104410C 3)C )(3(x x x -=-;

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