高中物理动量典型问题剖析

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1、动量典型问题剖析问题1:掌握求恒力和变力冲量的方法。恒力F的冲量直接根据I二Ft求,而变力的冲量一般耍由动量定理或F-t图线与横轴所夹的面积来求。例1、质最为m的小球由高为H的、倾和为0光滑斜面顶端无初速滑到底端过程屮,重力、弹力、合力的冲量各是多人?分析与解:力的作川时间都是/二2Hgsin?e力的大小依次是mg、mgcos()和mg.sin(),所以它们的冲量依次是:sinOm』2gHtan^特别要注意,该过程中弹力虽然不做功,但对物体有冲量。例2、一个物体同时受到两个力F】、F2的作用,Fi、F2与时间t的关系如图1所示,如果该物体从静止开始运动,经

2、过t=10s后FF2以及合力F的冲最各是多少?分析与解:经过t=10s后,F]的冲量I】二10x10/2二5ON.SF2的冲量l2=—50N.S,合力F的冲量为0.例3、一质量为100g的小球从0.80m高处口由下落到一厚软垫上.若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s,则这段时间内软热对小球的冲量为.(取g=10m/s2,不计空气阻力).分析与解:小球从高处白由下落到软垫陷至最低点经历了两个过程,从高处白由下落到接触软垫询一瞬间,是自由下落过程,接触软垫前一瞬间速度山:v;=2gh,求出接触软垫吋受到软垫向上作用力用和重力GE0作用,规定向下为止,

3、由动量定理:(mg-N)t=0-mvz故有:M-0.lxl0xQ.2N-s+0.lx4N-s-0.2N-S*0.4N-S-0.6N-S在重物与地面撞击问题屮,是否考虑重力,取决于相互作用力与重力人小的比较,此题小N二0.3N,mg=0.1N,显然在同一数量级上,不可忽略.若二者不在同数量级,相差极人,则可考虑忽略不计(实际上从同一高度下落,往往要看撞击时间是否极短,越短冲击力越大).问题2:掌握求动量及动量变化的方法。求动量的变化要用平行四边形定则或动量定理。例4、以初速度%平抛出一个质量为m的物体,抛出后r秒内物体的动量变化是多少?分析与解:因为合外力就

4、是璽力,所以p=Ft=mgt例5、一粒钢珠从静止状态开始白由下落,然后陷人泥潭屮。若把在空中下落的过程称为过程I,进人泥潭直到停止的过程称为过程II,贝M)A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B、过程II中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小C、I、II两个过程中合外力的总冲量等于零D、过程II屮钢珠的动最的改变最等于零分析与解:根据动量定理可知,在过程I小,钢珠从静止状态H由卜•落.不计空气阻力,小球所受的合外力即为重力,因此钢珠的动量的改变量等于重力的冲量,选项A正确;过程I中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小与过程II中重力

5、的冲量的大小Z和,显然B选项不对;在I、【I两个过程中,钢珠动量的改变量各不为零・H.它们大小相等、方向相反,但从整体看,钢珠动最的改变最为零,故合外力的总冲最等于零,故C选项正确,D选项错谋。因此,本题的正确选项为A、Co问题3:能应用动量定理求解相关问题遇到涉及力、时间和速度变化的问题时•运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。应用动最定理解题的思路和一般步骤为:(1)明确研究对象和物理过程;(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况;(3)选取正方向,确定物体在运动过程中始末两状态的动量;(4)依据动量定理列方程、求解。1.简解多过

6、程问题。例6、一个质量为m=2kg的物体,在F]二8N的水平推力作用下,从静[上开始沿水平而运动了t讦5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体乂运动了t2=4s后撤去外力,物体再经过t3=6s停下来。试求物体在水平而上所受的摩擦力。分析与解:规定推力的方向为正方向,在物体运动的整个过程中,物体的初动量P1=O,末动>P2=Oo据动量定理有:(F/,+F2t2-/(Zj+/2+)=0即:8x5+5x4-/(5+4+6)=0,解得f=4N由例6可知,合理选取研究过程,能简化解题步骤,提高解题速度。本题也可以用牛顿运动定律求解。同学们可比较这两种求解方法的

7、简繁情况。乙求解平均力问题例7、质量是60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已知弹性安全带缓冲时间为1.2s,安全带伸直后长5m,求安全带所受的平均冲量.(g=10m/s2)分析与解:人下落为B由落体运动,下落到底端时的速度为:V:=2ghVo=』2gh=10m/s取人为研究对彖,在人和安全带相互作用的过程中,人受到重力mg和安全带给的冲力F,取F方向为正方向,由动量定理得:Ft=mV—mVo1100/V,(方向竖直向下)注意:动量定理既适用于恒力作用下的问题,也适用于变力作用下的问题.如呆是在变力作用下的问题,

8、由动量定理求出的力是在t时间内的平均值.3、求解曲线运动问题例8、

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