高考物理復(fù)習(xí)動量定理的應(yīng)用

1、.高考物理復(fù)習(xí)動量定理的應(yīng)用 動量定理的應(yīng)用一： 用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象例 1 豎立放置的粉筆壓在紙條的一端.要想把紙條從粉筆下抽出，又要保證粉筆不倒，應(yīng)該緩緩、小心地將紙條抽出，還是快速將紙條抽出?說明理由。解析 紙條從粉筆下抽出，粉筆受到紙條對它的滑動摩擦力μmg作用，方向沿著紙條抽出的方向.不管紙條是快速抽出，還是緩緩抽出，粉筆在程度方向受到的摩擦力的大小不變.在紙條抽出過程中，粉筆受到摩擦力的作用時(shí)間用t表示，粉筆受到摩擦力的沖量為μmgt，粉筆原來靜止，初動量為零，粉筆的末動量用mv表示.根據(jù)動量定理有:μmgt=mv。假如緩慢抽出紙條，紙條對粉筆的作用時(shí)間比較

2、長，粉筆受到紙條對它摩擦力的沖量就比較大，粉筆動量的改變也比較大，粉筆的底端就獲得了一定的速度.由于慣性，粉筆上端還沒有來得及運(yùn)動，粉筆就倒了。假如在極短的時(shí)間內(nèi)把紙條抽出，紙條對粉筆的摩擦力沖量極小，粉筆的動量幾乎不變.粉筆的動量改變得極小，粉筆幾乎不動，粉筆也不會倒下。動量定理的應(yīng)用二： 用動量定理解曲線運(yùn)動問題例 2 以速度v0 程度拋出一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體，假設(shè)在拋出后5 s未落地且未與其它物體相碰，求它在5 s內(nèi)的動量的變化.g=10 m/s2。解析 此題假設(shè)求出末動量，再求它與初動量的矢量差，那么極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力，故所求動量的變化等于重力的沖量.那么

3、Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。點(diǎn)評 運(yùn)用Δp=mv-mv0求Δp時(shí)，初、末速度必須在同一直線上，假設(shè)不在同一直線，需考慮運(yùn)用矢量法那么或動量定理Δp=Ft求解Δp.用I=F·t求沖量，F(xiàn)必須是恒力，假設(shè)F是變力，需用動量定理I=Δp求解I。動量定理的應(yīng)用三： 用動量定理解決打擊、碰撞問題打擊、碰撞過程中的互相作用力，一般不是恒力，用動量定理可只討論初、末狀態(tài)的動量和作用力的沖量，不必討論每一瞬時(shí)力的大小和加速度大小問題。例 3 蹦床是運(yùn)發(fā)動在一

4、張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)開工程.一個(gè)質(zhì)量為60 kg的運(yùn)發(fā)動，從離程度網(wǎng)面3.2 m高處自由落下，觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離程度網(wǎng)面1.8 m高處.運(yùn)發(fā)動與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.4 s.試求網(wǎng)對運(yùn)發(fā)動的平均沖擊力.取g=10 m/s2解析 將運(yùn)發(fā)動看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從高h(yuǎn)1處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度方向向下，大小 。彈跳后到達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時(shí)速度方向向上，大小，接觸過程中運(yùn)發(fā)動受到向下的重力mg和網(wǎng)對其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向，由動量定理得: 。由以上三式解得:，代入數(shù)值得: F=1.2×103 N。動量定理的應(yīng)用四： 用動量定理解決連續(xù)流體的作用問題

5、在日常生活和消費(fèi)中，常涉及流體的連續(xù)互相作用問題，用常規(guī)的分析方法很難奏效.假設(shè)構(gòu)建柱體微元模型應(yīng)用動量定理分析求解，那么曲徑通幽，“柳暗花明又一村。例 4 有一宇宙飛船以v=10 km/s在太空中飛行，突然進(jìn)入一密度為ρ=1×10-7 kg/m3的微隕石塵區(qū)，假設(shè)微隕石塵與飛船碰撞后即附著在飛船上.欲使飛船保持原速度不變，試求飛船的助推器的助推力應(yīng)增大為多少?飛船的正橫截面積S=2 m2解析 選在時(shí)間Δt內(nèi)與飛船碰撞的微隕石塵為研究對象，其質(zhì)量應(yīng)等于底面積為S，高為vΔt的直柱體內(nèi)微隕石塵的質(zhì)量，即m=ρSvΔt，初動量為0，末

6、動量為mv.設(shè)飛船對微隕石的作用力為F，由動量定理得，那么 。根據(jù)牛頓第三定律可知，微隕石對飛船的撞擊力大小也等于20 N.因此，飛船要保持原速度勻速飛行，助推器的推力應(yīng)增大20 N。動量定理的應(yīng)用五： 動量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到全過程物體在不同階段受力情況不同，各力可以先后產(chǎn)生沖量，運(yùn)用動量定理，就不用考慮運(yùn)動的細(xì)節(jié)，可“一網(wǎng)打盡，干凈利索。例 5 質(zhì)量為m的物體靜止放在足夠大的程度桌面上，物體與桌面的動摩擦因數(shù)為μ，有一程度恒力F作用在物體上，使之加速前進(jìn)，經(jīng)t1 s撤去力F后，物體減速前進(jìn)直至靜止，問:物體運(yùn)動的總時(shí)間有多長?解析 此題假設(shè)運(yùn)用牛頓定律解決那么過程較為繁瑣，運(yùn)用動量定理

7、那么可一氣呵成，一目了然.由于全過程初、末狀態(tài)動量為零，對全過程運(yùn)用動量定理，有故。點(diǎn)評 此題同學(xué)們可以嘗試運(yùn)用牛頓定律來求解，以求掌握一題多解的方法，同時(shí)比較不同方法各自的特點(diǎn)，這對今后的學(xué)習(xí)會有較大的幫助。動量定理的應(yīng)用六： 動量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到物體系盡管系統(tǒng)內(nèi)各物體的運(yùn)動情況不同，但各物體所受沖量之和仍等于各物體總動量的變化量。例 6 質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊通過細(xì)線連在一起，從靜止開場以加速度a在水中下沉，經(jīng)時(shí)間t1，細(xì)線斷裂，金屬塊和木塊別離，再經(jīng)過時(shí)間t2木塊停頓下沉，此時(shí)金屬塊的速度多大?此時(shí)金屬塊還沒有碰到底面.解析 金屬塊和木塊作為一個(gè)系統(tǒng)，整個(gè)過程系統(tǒng)受到重力和浮力的沖量作用，設(shè)金屬塊和木塊的浮力分別為F浮M和F浮m，木塊停頓時(shí)金屬塊的速度為vM，取豎直向下的方向?yàn)檎较?，對全過程運(yùn)用動量定理得細(xì)線斷裂前對系統(tǒng)分析受力有， 聯(lián)立得 。綜上，動量定量的應(yīng)用非常廣泛.仔細(xì)地理解動量定理的物理意義，潛心地探究它的典型應(yīng)用，對于我們