2017-2018學年套餐之物理人教選修3-5復習講義模塊要點回眸第1點

第1點動量定理的兩點應用1．利用動量定理求變力的沖量和動量的變化動量定理的表達式F·Δt＝mv′－mv或I＝Δp＝m·Δv(1)Δp與I有等效關系：二者大小相等、方向相同．(2)應用I＝Δp求變力的沖量：如果物體受到變力作用，則不能直接用Ft求沖量．這時可用I＝Δp求出變力的沖量I.(3)應用Δp＝FΔt求勻變速曲線運動的動量變化量：曲線運動的速度方向時刻改變，求Δp＝p′－p需運用矢量運算方法，比較麻煩．如果作用力為恒力，可用I＝Δp求出Δp.2．利用動量定理分析兩類實際問題(1)物體的動量變化量一定時，力的作用時間越短，力就越大，反之力就越?。?，易碎物品包裝箱內為防碎而放置碎紙、刨花、塑料泡沫等填充物．(2)作用力一定時，力的作用時間越長，動量變化量越大，反之動量變化量就越小．例如，雜技中，用鐵錘猛擊“氣功師”身上的石板令其碎裂，作用時間很短，鐵錘對石板的沖量很小，石板的動量幾乎不變，“氣功師”才不會受傷害．對點例題在水平力F＝30N的作用力下，質量m＝5kg的物體由靜止開始沿水平面運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，若F作用6s后撤去，撤去F后物體還能向前運動多長時間才停止？(g取10m/s2)解題指導解法一用牛頓運動定律解：在有水平力F作用時，物體做初速度為零的勻加速運動；撤去F后，物體做勻減速運動．受力分析如圖所示．F－Ff＝ma1，F(xiàn)N＝mg，根據(jù)滑動摩擦力公式有：Ff＝μFN.以上三式聯(lián)立解得物體做勻加速運動的加速度為a1＝eq\f(F－μmg,m)＝eq\f(F,m)－μg＝(eq\f(30,5)－0.2×10)m/s2＝4m/s2.在撤去F時物體的瞬時速度為：v＝a1t1＝4×6m/s＝24m/s.在撤去F后，物體受重力、支持力FN和摩擦力Ff作用(如圖乙所示)，設物體運動的加速度為a2，根據(jù)牛頓第二定律有－μmg＝ma2.解得物體做勻減速運動的加速度為a2＝－μg＝－0.2×10m/s2＝－2m/s2.設撤去F后物體運動的時間為t2，根據(jù)運動學公式有t2＝eq\f(0－v,a2)＝eq\f(0－24,－2)s＝12s.解法二用動量定理解，分段求解：選物體為研究對象，對于撤去F前物體做勻加速運動的過程，受力情況如圖甲所示，始態(tài)速度為零，終態(tài)速度為v.取水平力F的方向為正方向，根據(jù)動量定理有(F－μmg)t1＝mv－0，對于撤去F后，物體做勻減速運動的過程，受力情況如圖乙所示，始態(tài)速度為v，終態(tài)速度為零．根據(jù)動量定理有－μmgt2＝0－mv.以上兩式聯(lián)立解得t2＝eq\f(F－μmg,μmg)t1＝eq\f(30－0.2×5×10,0.2×5×10)×6s＝12s.解法三用動量定理解，研究全過程：選物體作為研究對象，研究整個運動過程，這個過程的始、末狀態(tài)的物體速度都等于零．取水平力F的方向為正方向，根據(jù)動量定理得(F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0解得t2＝eq\f(F－μmg,μmg)t1＝eq\f(30－0.2×5×10,0.2×5×10)×6s＝12s.答案12s規(guī)律方法在力學問題中，求運動時間t的思路有三個：(1)運動學公式：v＝v0＋at，x＝v0t＋eq\f(1,2)at2或Δx＝aT2.(2)電動機、發(fā)動機以恒定功率工作，W＝Pt.(3)動量定理：I＝Ft＝Δp.1．在下列用動量定理對幾種物理現(xiàn)象的解釋中，正確的是()A．從越高的地方跳下，落地時越危險，是因為落地時受的沖量越小B．跳高時，在落地處墊海綿墊子，是為了減小運動員著地過程中受到的沖力C．動量相同的兩個物體受相同的制動力作用，質量小的先停下來D．在碼頭上裝橡皮輪胎，是為了減小渡船靠岸時受到的沖量答案B2．(2016·舟山中學高二第二學期期中)一質量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v.在此過程中()A．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2B．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為零C．地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2D．地面對他的沖量為mv－mgΔt，地面對他做的功為零答案B3．如圖1所示為江西藝人茅榮榮，他以7個半小時內連續(xù)顛球5萬次成為新的吉尼斯紀錄創(chuàng)造者，而這個世界紀錄至今無人超越．若足球用頭頂起，某一次上升高度為80cm，足球的重量為400g，與頭頂作用時間Δt為0.1s，則足球本次在空中的運動時間和足球給頭部的作用力大小為(空氣阻力不計，g＝10m/s2)()圖1A．t＝0.4sFN＝40NB．t＝0.4sFN＝68NC．t＝0.8sFN＝36ND．t＝0.8sFN＝40N答案C解析足球自由下落時有：h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)解得：t1＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×0.8,10))s＝0.4