教科版選修3-5專題1動量和動量定理的理解和應(yīng)用

1、一、動量和動量變化量的理解1 .物體質(zhì)量和速度的乘積叫動量，動量是矢量，方向與速度的方向相同.22 .動量與動能的關(guān)系：Ek=Pm秒p= ,2mE.3 .動量的變化量 Ap=p' p, Ap也是矢量，其方向與速度變化量的方向相同.若初、末動量在一條直線上，計算時可把矢量運(yùn)算化為代數(shù)運(yùn)算；若初、末動量不在一條直線上，運(yùn)用平行四邊形定則求解.復(fù)習(xí)過關(guān)1 .（多選）下列關(guān)于動量的說法正確的是（）A.動量相同的兩個物體，質(zhì)量大的動能小B. 一個物體動量改變了，則速率一定改變C. 一個物體的速率改變，它的動量一定改變D. 一個物體的運(yùn)動狀態(tài)變化，它的動量一定改變答案 ACD 2解析 由動能公式E

2、k=-可知A對；動量為矢量，動量發(fā)生變化有可能是速度方向發(fā)生變化，B錯；同理2mC D對.2. 一個質(zhì)量為0.18 kg的壘球，以25 m/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)?5 m/s ,則這一過程中動量的變化量為（）A.大小為3.6 kg - m/s,方向向左B.大小為3.6 kg - m/s,方向向右C.大小為12.6 kg m/s,方向向左D.大小為12.6 kg m/s,方向向右答案 D解析選向左為正方向，則動量的變化量為Ap= mimvo=(0.18 X450.18 X25)kg m/s= 12.6kg - m/s,大小為12.6 kg - m/s,負(fù)

3、號表示其方向向右，故D正確.3. 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，從如圖 1中的A點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°到達(dá)B點(diǎn)，小球 動量的變化量是多少？圖1答案 /2mv,與A點(diǎn)速度方向的夾角為 135°解析 如圖所示.由于初、末動量不在一條直線上，由平行四邊形定則可知A p= mA v= q_mv 2 + mv 2=2mv.與A點(diǎn)速度方向的夾角為 135二、沖量的理解和計算1 .沖量的公式I=Ft,矢量，方向與力的方向相同，反映了力的作用對時間的積累.2 .沖量的計算： 直接由定義式I = Ft計算.（2）F t圖像中可用圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示.復(fù)習(xí)過關(guān)4 .關(guān)于沖量，

4、下列說法正確的是 （）A.沖量是物體動量變化的原因B.作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零C.動量越大的物體受到的沖量越大D.沖量的方向就是物體受力的方向答案 A解析 力作用一段時間便有了沖量，而力作用一段時間后，物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，物體的動量也發(fā)生了變化，因此說沖量使物體的動量發(fā)生了變化，A選項(xiàng)正確.只要有力作用在物體上，經(jīng)歷一段時間，這個力便有了沖量I =Ft,與物體處于什么運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，物體運(yùn)動狀態(tài)的變化情況，是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果，所以 B選項(xiàng)不正確.物體所受沖量 I = Ft與物體動量的大小 p=mv無關(guān)，C選項(xiàng) 不正確.沖量是一個過程量，只有在某一過程中力的方向

5、不變時，沖量的方向才與力的方向相同，故D選項(xiàng)不正確.5.（多選）恒力F作用在質(zhì)量為 m的物體上，如圖2所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動， 則經(jīng)時間t,下列說法正確的是（）A.拉力F對物體的沖量大小為零B.拉力F對物體的沖量大小為FtC.拉力F對物體的沖量大小是Ftcos 0D.合力對物體的沖量大小為零答案 BD解析 拉力F對物體的沖量大小I=Ft.故A、C錯誤，B正確.物體靜止在地面上，合力為零，則合力對 物體的沖量為零.故 D正確.6 .(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隨時間t變化的圖像如圖3所示,則下列說法中正確的是()圖3A. 04 s內(nèi)物體的位

6、移為零B. 04 s內(nèi)拉力對物體做功為零C. 4 s末物體的動量為零D. 04 s內(nèi)拉力對物體沖量為零答案 BCD三、動量定理的理解與計算1 .動量定理的應(yīng)用(1)定性解釋一些物理現(xiàn)象：在動量變化一定的情況下，如果需要增大作用力，必須縮短作用時間.如果 需要減小作用力，必須延長作用時間，這就是緩沖作用.(2)定量計算：在用動量定理計算有關(guān)問題時，要注意力必須是物體所受的合外力以及動量定理的矢量性, 求解前先規(guī)定正方向，再簡化為代數(shù)運(yùn)算(一維碰撞時).(3)動量定理是解決動力學(xué)問題的一種重要方法.對于只涉及物體運(yùn)動時間而不涉及加速度的問題，用動 量定理要比用牛頓運(yùn)動定律解題方便得多.2 .用動量

7、定理解題的一般步驟(1)明確研究對象和物理過程.(2)分析研究對象在運(yùn)動過程中的受力情況.（3）選取正方向，確定物體在運(yùn)動過程中初、末狀態(tài)的動量.（4）依據(jù)動量定理列方程、求解.復(fù)習(xí)過關(guān)7 .（多選）對下列物理現(xiàn)象的解釋，正確的是 （）A.擊釘時，不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕8 .跳遠(yuǎn)時，在沙坑里填沙，是為了增大作用力C.易碎品運(yùn)輸時，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時間，減小作用力D.在車內(nèi)推車推不動，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形變量比較大，延長了作用時間，使作用力減小，所以不用橡皮錘釘釘子，故 A錯誤；跳遠(yuǎn)時，在沙坑里填沙

8、，是為了增加運(yùn)動員與沙子的作用時間，從而減小作用 力，避免運(yùn)動員受到傷害，故 B錯誤；易碎品運(yùn)輸時，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為 了延長作用時間，減小作用力，故 C正確；在車內(nèi)推車推不動，是因?yàn)楹贤饬_量為零，故D正確.8.（多選）如圖4所示，把重物 G壓在紙帶上，用一水平力緩慢拉動紙帶，重物跟著紙帶一起運(yùn)動，若迅 速拉動紙帶，紙帶將會從重物下抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說法是（）圖4A.在緩慢拉動紙帶時，重物和紙帶間摩擦力小8 .在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的摩擦力大C.在緩慢拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大D.在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量小答案 CD解析 在緩慢拉動紙帶時，

9、重物與紙帶之間是靜摩擦力，在迅速拉動紙帶時，它們之間是滑動摩擦力，靜 摩擦力與滑動摩擦力可認(rèn)為相同.緩慢拉動紙帶時，作用時間長，摩擦力的沖量大，重物的動量變化大， 所以重物跟著紙帶一起運(yùn)動；迅速拉動紙帶時，作用時間短，滑動摩擦力的沖量小，重物的動量變化小, 所以重物幾乎不動.9 .(多選)在離水平面高度為 h處將一質(zhì)量為 m的小球以初速度 V0水平拋出，則 (A.小球運(yùn)動過程中在水平方向上動量守恒B.小球運(yùn)動過程中在水平方向上動量不守恒C.小球從拋出到落地過程中其動量變化率等于mgD.小球從拋出到落地過程中其動量變化量為mv答案 AC解析 小球運(yùn)動過程中在水平方向上不受力，動量守恒，選項(xiàng) A正

10、確，B錯誤；根據(jù)動量定理，物體所受 的合外力等于動量變化率，所以小球從拋出到落地過程中其動量變化率等于mg,選項(xiàng)C正確；由動量定理,-12可得mgt=Ap, h = 2gt ,聯(lián)立解得動重變化重為Ap=my2gh,選項(xiàng)D錯反.10.如圖5所示，在光滑水平面上靜止放著兩個相互接觸的木塊A B,質(zhì)量分別為 m和m2,今有一子彈水平穿過兩木塊.設(shè)子彈穿過木塊 A B的時間分別為ti和t2,木塊對子彈的阻力恒為 f,則子彈穿過兩 木塊后，木塊A的速度大小是()B.4m+ m>f t 1 + t 2D.答案 B解析 設(shè)子彈穿過木塊 m時，m、m2的速度為vi,由動量定理ft i=(mi + n2)

11、vi口ft 1得 vi= . m+ m11.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= 0.5 kg, AB間距離s=5m,如圖6所示.小物塊以初速度 V0=8 m/s從A向B運(yùn)動，剛要與墻壁碰撞時的速度 vi = 7 m/s ,碰撞后 以速度V2=6 m/s反向彈回.重力加速度 g取10 m/s 2.求：圖6(1)小物塊從A向B運(yùn)動過程中的加速度 a的大?。?2)小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)科；若碰撞時間t=0.05 s，碰撞過程中墻面對小物塊平均作用力F的大小.答案 (1)1.5 m/s 2 (2)0.15(3)130 N解析(1)從A到B過程是勻減速直線運(yùn)動，根

12、據(jù)速度位移公式，有： v2-v2 72 8222a=m/s =1.5 m/s2s 2(2)從A到B過程，由動能定理，有：m mgs= 2mV12m2可得：= 0.15.(3)對碰撞過程，規(guī)定向左為正方向，由動量定理，有： Ft = mu m( vi)可得：F= 130 N.12.某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中.為計算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度 V0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開.忽略空氣阻力.已知水的密度 為p,重力加速度大小為 g.求：(1)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度.v0M2g答案 pV 0s (2) 2i- 2解析 (1)設(shè)At時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為AV,質(zhì)量為 Ami則 Am=p AV, A V= V0SA t聯(lián)立兩式得，單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為Am丁 P V0S(2)設(shè)玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為