動量定理應用學案

2023-02-02 03:15:04 字數 2558 閱讀 1643

第16章動量守恆定律應用—動量定理2

(涉及彈簧、流體、板塊、系統、碰撞打擊)

一.基礎知識回顧

1.衝量i=ft. 特點:向量、過程量、絕對性.

2.動量p=mv. 特點:向量、狀態量、相對性.

3.動量的變化量δp=p′-p,也是向量.

4.動量定理: (1)表示式:fδt=mv′- (2)力的表示式:f=

二.應用動量定理解題的基本思路

(1)確定研究物件:一般為單個物體.

(2)進行受力分析:求每個力的衝量,再求合衝量或先求合力,再求其衝量.

(3)分析過程找初、末狀態:選取正方向,確定初、末狀態的動量和各衝量的正負.

(4)列方程:根據動量定理列方程求解.

對過程較複雜的運動,可分段用動量定理,也可整個過程用動量定理.

典例1.物體a和b用輕繩相連在輕質彈簧下靜止不動,如圖2-3甲所示,a的質量為m,b的質量為m。當連線a、b的繩突然斷開後,物體a上公升經某一位置時的速度大小為va,這時物體b下落速度大小為vb,如圖乙所示。

這段時間裡,彈簧的彈力對物體a的衝量為多少?

典例2.正方體密閉容器中有大量運動粒子,每個粒子質量為m,單位體積內粒子數量n為恒量.為簡化問題,我們假定:粒子大小可以忽略;其速率均為v,且與器壁各面碰撞的機會均等;與器壁碰撞前後瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變.利用所學力學知識,匯出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關係.(注意:

解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時做必要的說明)

典例3.如圖2-1所示,把重物g壓在紙帶上,用一水平力緩慢拉動紙帶,用另一水平力快速拉動紙帶,紙帶都被從重物下面抽出,對這兩個過程,下面的解釋正確的是(  )

a.緩慢拉動紙帶時,紙帶對重物的摩擦力大

b.快速拉動紙帶時,紙帶對重物的摩擦力小

c.緩慢拉動紙帶時,紙帶給重物的衝量大

d.快速拉動紙帶時,紙帶給重物的衝量小

典例4.如圖所示,質量為m的木塊和質量為m的鐵塊用細線繫在一起,浸沒在水中,以速度v勻速下降.剪短細線後,經過一段時間,木塊的速度大小為v,方向豎直向上,此時木塊還未浮出水面,鐵塊還未沉到水底,則此時鐵塊下沉的速度為多大?

典例5.北京奧運會上,中國選手陸春龍、何雯娜分獲男、女蹦床冠軍.如圖所示,在蹦床比賽中,運動員從床墊正上方h1高處自由落下,落墊後**的高度為h2,運動員每次與床墊接觸的時間為t,運動員質量為m,求在運動員與床墊接觸的時間內運動員對床墊的平均作用力.(空氣阻力不計,重力加速度為g)

【課堂訓練】

1.甲乙兩個質量相等的物體,以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上運動,甲物體先停下來,乙物體後停下來,則(  )

a.甲物體受到的衝量大b.乙物體受到的衝量大

c.兩物體受到的衝量相等 d.兩物體受到的衝量無法比較

2.如果物體在任何相等的時間內受到的衝量都相同,那麼這個物體的運動(  )

a.可能是勻變速運動b.可能是勻速圓周運動

c.可能是勻變速曲線運動 d.可能是勻變速直線運動

3.一質量為m的物體放在光滑水平面上,今以恒力f沿水平方向推該物體,在相同的時間間隔內,下列說法正確的是(  )

a.物體的位移相等b.物體動能的變化量相等

c.f對物體做的功相等d.物體動量的變化量相等

4.如圖所示,物體在粗糙的水平面上向右做直線運動.從a點開始受到乙個水平向左的恒力f的作用,經過一段時間後又回到a點,則物體在這一往返運動的過程中,下列說法中正確的是(

a.恒力f對物體做的功為零b.摩擦力對物體做的功為零

c.恒力f的衝量為零d.摩擦力的衝量為零

5.如圖所示,傾斜的傳送帶保持靜止,一木塊從頂端以一定的初速度勻加速下滑到底端.如果讓傳送帶沿圖中虛線箭頭所示的方向勻速運動,同樣的木塊從頂端以同樣的初速度下滑到底端的過程中,與傳送帶保持靜止時相比(  )

a.木塊在滑到底端的過程中,摩擦力的衝量變大

b.木塊在滑到底端的過程中,摩擦力的衝量不變

c.木塊在滑到底端的過程中,木塊克服摩擦力所做的功變大

d.木塊在滑到底端的過程中,系統產生的內能數值將變大

6.如圖所示,質量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動,經時間t1,速度為零後又下滑,經過時間t2回到斜面底端,滑塊在運動過程中受到的摩擦力大小始終為ff,在整個運動過程中,滑塊重力的總衝量(  )

a.mgsin θ(t1+t2b.mgsin θ(t1-t2)

c.mg(t1+t2d.0

7.如圖所示,豎直環a半徑為r,固定在木板b上,木板b放在水平地面上,b的左右兩側各有一擋板固定在地上,b不能左右運動,在環的最低點靜置一小球c,a、b、c的質量均為m.給小球一水平向右的瞬時衝量i,小球會在環內側做圓周運動,為保證小球能通過環的最高點,且不會使環在豎直方向上跳起,瞬時衝量必須滿足(  )

a.最小值mb.最小值m

c.最大值md.最大值m

8.如圖所示,質量為m=2 kg的物體,在水平力f=8 n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μ=0.2.

若f作用t1=6 s後撤去,撤去f後又經t2=2 s物體與豎直牆壁相碰,若物體與牆壁作用時間t3=0.1 s,碰牆後反向彈回的速度v′=6 m/s,求牆壁對物體的平均作用力.(g取10 m/s2)

動量定理的拓展應用

1 動量定理f t mvt mv0可以用一種更簡潔的方式f t p表達,式中左邊表示物體受到的衝量,右邊表示動量的增量 變化量 此式稍加變形就得 其含義是 物體所受外力 若物體同時受幾個力作用,則為合外力 等於物體動量的變化率。這一公式通常稱為 牛頓第二定律的動量形式 這一形式更接近於牛頓自己對牛頓...

動量和動量定理

一 動量 1 概念 在物理學中,物體的和的乘積叫做動量。2 定義式 3 單位 4 對動量的理解 1 向量性 動量的方向與方向一致。2 瞬時性 動量的定義式中的v指物體的瞬時速度,從而說明動量與或對應,是狀態量或過程量 3 相對性 速度具有相對性,參考係不同,就不同。二 動量的變化量 1.定義 物體的...

動量定理及答案

1 因為動量定理中的衝量為研究物件所受外力的總衝量,所以必須準確地選擇研究物件,並進行全面的受力分析,畫出受力圖,如果在過程中外力有增減,還需進行多次受力分析。2 因為動量定理是向量式,而多數情況下物體的運動是一維的,所以在應用動量定理前必須建立乙個一維座標,確定正方向,並在受力圖中標出。在應用動量...