高中物理 第一章章末总结（含解析）粤教版选修3-5

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1、【步步高】2014-2015学年高中物理第一章章末总结（含解析）粤教版选修3-5一、冲量的理解和计算1．冲量的理解(1)冲量是矢量．冲量的运算遵循平行四边形定则，合冲量等于各外力冲量的矢量和．(2)冲量是过程量，它是力在一段时间内的累积，它取决于力和时间这两个因素．(3)冲量的单位：在国际单位制中，力F的单位是N，时间t的单位是s，所以冲量的单位是N·s.2．冲量的计算(1)恒力的冲量公式I＝Ft适用于计算某个恒力的冲量，这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致．若力为同一方向均匀变化的力，则该力的冲量可以用平均力计算．(2)变力的冲量①变

2、力的冲量通常利用动量定理I＝Δp求解．②可用图象法计算，如图1所示，若某一个力的方向恒定不变，那么在F－t图象中阴影部分的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量．图1二、动量守恒定律的理解和应用理解动量守恒定律时应注意以下几点：(1)系统性：动量守恒定律反映的是相互作用的物体组成的系统的动量变化规律，而不是单个物体的动量变化情况．(2)矢量性：动量守恒定律的表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′是一个矢量式，式中v1、v2、v1′、v2′均为矢量，解题时应先规定正方向，将矢量式转化为标量式．(3)同系性：动量守恒定律中，各物体的速度必须是相对同一参

3、考系的．通常我们取地面为参考系，各物体的速度均为对地速度．三、动量和能量综合问题分析1．碰撞过程分为弹性碰撞和非弹性碰撞，在弹性碰撞中，碰撞前后两物体总动能不变．2．当两物体相互作用后具有相同速度时，相互作用过程损失的机械能最多．3．无论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，均遵守能量守恒定律．四、多过程问题中的动量守恒1．分析物体所经历的过程时，注意是否每个过程都满足动量守恒．2．分析每个过程中的能量转化情况时，要选择适当的规律(动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律或功能关系)列式求解．例1　一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时

4、0.4s，该铁球的质量为336g，求：(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(保留两位小数，g取10m/s2)解析　(1)小球自由下落10m所用的时间是t1＝＝s＝s，重力的冲量IG＝mgt1＝0.336×10×N·s≈4.75N·s，方向竖直向下．(2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1＋t2)－Ft2＝0.泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2＝mg(t1＋t2)＝0.336×10×(＋0.4)N·s≈6.10N·s，方向

5、竖直向上．(3)由Ft2＝6.10N·s得F＝15.25N答案　(1)4.75N·s，竖直向下　(2)6.10N·s，竖直向上　(3)15.25N例2　如图2所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车的最右端站着质量为m的人．若人水平向右以相对车的速度u跳离小车，则人脱离小车后小车的速度多大？方向如何？图2解析　在人跳离小车的过程中，人和车组成的系统在水平方向上不受外力，在该方向上动量守恒．由于给出的人的速度u是相对车的，而动量守恒定律公式中的速度应是相对同一参考系的，必须把人对车的速度转化为相对地的速度．有的同学可能认为，由于车原来是静止的，所以u也就是人

6、对地的速度，这种认识是错误的，违背了同时性的要求．因为人获得相对车的速度u的同时，车也获得了对地的速度v，所以人对车的速度u应是相对运动的车的速度，而不是相对静止的车的速度．设速度u的方向为正方向，并设人跳离车后小车的速度大小为v，则人对地的速度大小为u－v.根据动量守恒定律有0＝m(u－v)－Mv所以小车速度v＝，方向和u的方向相反．答案　，方向和u的方向相反例3　如图3所示，图3A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M＝40kg的小车B静止于轨道右侧，其板与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m＝20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶

7、端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，(取g＝10m/s2)求：(1)物体C滑到轨道底端时的速度大小．(2)物体C与小车保持相对静止时的速度大小．(3)物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离．解析　(1)下滑过程中机械能守恒，有：mgh＝mv22－mv12解得v2＝＝2m/s(2)在物体C冲上小车B到与小车相对静止的过程中，两者组成的系统动量守恒，即有：mv2＝(m＋M)v，得：v＝＝m/s＝m/s(3)由功能关系有：μmgl

8、＝mv22－(m＋M)v