高中物理 模块要点回眸 第1点 动量定理的两点应用素材 新人教版选修3-5（通用）

第1点动量定理的两点应用 1利用动量定理求变力的冲量和动量的变化(1)p与I合有等效关系：二者大小相等、方向相同(2)应用Ip求变力的冲量：如果物体受到变力的作用，则不能直接用Ft求冲量这时可用Ip求出变力的冲量I.(3)应用pFt求匀变速曲线运动的动量变化量：曲线运动的速度方向时刻改变，求ppp需运用矢量运算方法，比较麻烦如果作用力为恒力，可用Ip求出p.2利用动量定理理解相关物理现象的要点(1)物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小例如，易碎物品包装箱内为防碎而放置的碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物(2)作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小例如，杂技中，用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂，作用时间很短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，“气功师”才不会受伤害对点例题如图1所示，一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地落到一倾角为30的固定斜面上，并立即沿反方向弹回已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小图1解题指导小球在碰撞斜面前做平抛运动设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意，v的方向与竖直线的夹角为30，且水平分量仍为v0，如题图所示由此得v2v0碰撞过程中，小球速度由v变为反向的v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速度的方向为正方向，则斜面对小球的冲量为Im(v)m(v)由得Imv0.答案mv0规律方法重力的冲量可以忽略不计是因为作用时间极短重力的冲量远小于斜面对小球的冲量，这是物理学中常用的一种近似处理方法1跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小答案D解析人跳远从一定高度落下，落地前的速度(v)一定，则初动量相同；落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化量p一定，因落在沙坑里作用的时间长，落在水泥地上作用的时间短，根据动量定理Ftp知，t长F小，故D对2质量为m的物体，沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动求物体所受的合外力在半周期内的冲量答案2mv，方向与初始时刻的速度方向相反解析如图所示，研究物体从A运动到B的过程，假设vB的方向为正方向根据动量定理，合力的冲量大小为ImvBmvAmvm(v)2mv.合力冲量的方向与初始时刻物体的速度方向相反3在水平力F30 N的作用下，质量m5 kg的物体由静止开始沿水平面运动已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)答案12 s解析解法一用动量定理解，分段处理选物体为研究对象，对于撤去F前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，初态速度为零，末态速度为v.取水平力F的方向为正方向，根据动量定理有(Fmg)t1mv0对于撤去F后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，初态速度为v，末态速度为零根据动量定理有mgt20mv以上两式联立解得t2t16 s12 s解法二用动量定理解，研究全过程选物体为研究对象，研究整个运动过程，这个过程物体初、末状态的速度都等于零取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得(Fmg)t1(mg)t20解得：t2 t16 s12 s