物理选修3-5(碰撞与动量守恒)知识点与习题.doc

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1、碰撞与动量守恒一、动量和冲量【例1】质量为m的小球由高为H的、倾角为θ光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？【例3】一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、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，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少？二．动量定理1．求动量及动量变化的方法。图1【例1】以初速度v0平抛出一个质量为m的物体，抛出后t秒内物体的动量变化是多少？【例2】一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中。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

2、称为过程Ⅱ,则()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中钢珠的动量的改变量等于零1．质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为（D）A．向下，m（v2-v1）B．向下，m（v2+v1）C．向上，m（v2-v1）D．向上，m（v2+v1）2．质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里。

3、求：⑴沙对小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。2．用动量定理求解相关问题（1）．简解多过程问题。【例3】一个质量为m=2kg的物体,在F1=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t1=5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经过t3=6s停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。.（2）.求解平均力问题【例4】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2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

4、所受的平均冲量．（g=10m／s）（3）、求解曲线运动问题20【例5】以Vo＝10m／s的初速度、与水平方向成30角抛出一个质量m＝2kg的小球．忽略空气阻力的作2用，g取10m／s．求抛出后第2s末小球速度的大小．（4）、求解流体问题-26【例6】某种气体分子束由质量m=5.4X10kg速度V＝460m/s的分子组成，各分子都向同一方向运动，垂20直地打在某平面上后又以原速率反向弹回，如分子束中每立方米的体积内有n0＝1.5X10个分子，求被分子束撞击的平面所受到的压强．（5）、对系统应用动量定理。系统的动量定理就是系统所受

5、合外力的冲量等于系统总动量的变化。若将系统受到的每一个外力、系统内每一个物体的速度均沿正交坐标系x轴和y轴分解，则系统的动量定理的数学表达式如下：IImVmV，IImVmV1x2x11x22x1y2y11y22y【例7】如图所示，质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为V0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？【例8】如图所示，矩形盒B的质量为M，放在水平面上

6、，盒内有一质量为m的物体A，A与B、B与地面间的动摩擦因数分别μ1、μ2，开始时二者均静止。现瞬间使物体A获取一向右且与矩形盒B左、右侧壁垂直的水平速度V0，以后物体A在盒B的左右壁碰撞时，B始终向右运动。当A与B最后一次碰撞后，B停止运动，A则继续向右滑行距离S后也停止运动，求盒B运动的时间t。三．动量守恒定律（1）.动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。即：mvmvmvmv11221122（2）动量守恒定律成立的条件○1系统不受外力或者所受外力之和为零；○2系统受外力，但外力

7、远小于内力，可以忽略不计；○3系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。○4全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。（3）.动量守恒定律的表达形式：除了/+p/mvmvmvmv，即p1+p2=p12外，还有：Δp1+11221122mvΔp2=0，Δp1=-Δp2和12mv211．根据动量守恒条件判定系统的动量是否守恒？【例1】如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系

8、统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：A、动量守恒、机械能守恒B、动量不守恒、机械能不守恒C、动量守恒、机械能不守恒D、动量不守恒、机械能守恒【例2】质量为M的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度V0沿水平地面运动，与位于正对