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时间:2020-07-11
《模型组合练习高中物理动量定理专题.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、动量和动量定理的应用知识点一——冲量(I) 要点诠释: 1.定义:力F和作用时间的乘积,叫做力的冲量。 2.公式: 3.单位: 4.方向:冲量是矢量,方向是由力F的方向决定。 5.注意: ①冲量是过程量,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量。②用公式求冲量,该力只能是恒力,无论是力的方向还是大小发生变化时,都不能用直接求出1.推导: 设一个质量为的物体,初速度为,在合力F的作用下,经过一段时间,速度变为 则物体的加速度 由牛顿第二定律 可得, 即(为末动量,P为初动量) 2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量
2、变化。 3.公式:或 4.注意事项: ①动量定理的表达式是矢量式,在应用时要注意规定正方向; ②式中F是指包含重力在内的合外力,可以是恒力也可以是变力。当合外力是变力时,F应该是合外力在这段时间内的平均值; ③研究对象是单个物体或者系统; ④不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用与微观物体的高速运动。 5.应用: 在动量变化一定的条件下,力的作用时间越短,得到的作用力就越大,因此在需要增大作用力时,可尽量缩短作用时间,如打击、碰撞等由于作用时间短,作用力都较大,如冲压工件; 在动量变化一定的条件下,力的作用时间越长,得到的作用力就越小,因此在需要减小
3、作用力时,可尽量延长作用时间,如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间,从而减小作用力,再如安全气囊等。规律方法指导1.动量定理和牛顿第二定律的比较 (1)动量定理反映的是力在时间上的积累效应的规律,而牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应的规律 (2)由动量定理得到的,可以理解为牛顿第二定律的另一种表达形式,即:物体所受的合外力等于物体动量的变化率。 (3)在解决碰撞、打击类问题时,由于力的变化规律较复杂,用动量定理处理这类问题更有其优越性。4.应用动量定理解题的步骤 ①选取研究对象; ②确定所研究的物理过程及其始末状态; ③分析研究对象在所研究的物理过程中
4、的受力情况;④规定正方向,根据动量定理列式; ⑤解方程,统一单位,求得结果。经典例题透析类型一——对基本概念的理解 1.关于冲量,下列说法中正确的是( ) A.冲量是物体动量变化的原因 B.作用在静止的物体上力的冲量一定为零 C.动量越大的物体受到的冲量越大 D.冲量的方向就是物体受力的方向 【变式】关于冲量和动量,下列说法中错误的是( ) A.冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量 B.冲量是描述运动状态的物理量 C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量的方向与动量的方向一致类型二——用动量定理解释两类现象 2.玻
5、璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎。这是为什么? 3.如图,把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面抽出,解释这些现象的正确说法是( ) A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大 B.在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力小 C.在缓慢拉动时,纸带给重物的冲量大 D.在迅速拉动时,纸带给重物的冲量小【变式1】有些运动鞋底有空气软垫,请用动量定理解释空气软垫的功能。 【变式2】机动车在高速公路上行驶,车速越大时,与同车道前车保持的距离也越大。请用动量定理解释这样做的理由
6、。 类型三——动量定理的基本应用 4.质量为1T的汽车,在恒定的牵引力作用下,经过2s的时间速度由5m/s提高到8m/s,如果汽车所受到的阻力为车重的0.01,求汽车的牵引力? 思路点拨:此题中已知力的作用时间来求力可考虑用动量定理较为方便。 解析:⑴物体动量的增量△P=Pˊ-P=103×8-103×5=3×103kg·m/s。 ⑵根据动量定理可知: 答案:汽车所受到的牵引力为1598N。 总结升华:本题也是可以应用牛顿第二定律,但在已知力的作用时间的情况下,应用动量定理比较简便。 【变式】一个质量5kg的物体以4m/s的速度向右
7、运动,在一恒力作用下,经过0.2s其速度变为8m/s向左运动。求物体所受到的作用力。 解析:规定初速度的方向即向右为正方向,根据动量定理可知: 负号表示作用力的方向向左。 答案:物体所受到的作用力为300N,方向向左。类型四——求平均作用力 5.汽锤质量,从1.2m高处自由落下,汽锤与地面相碰时间为,碰后汽锤速度为零,不计空气阻力。求汽锤与地面相碰时,地面受到的平均作用力。 【变式1】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为的运动员,从离水平网面高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水
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