动量和冲量 学案附练习

发布 2022-09-14 11:54:28 阅读 3264

(一)动量与冲量概念。

1)、碰撞:①正碰与斜碰

弹性碰撞(没有机械能损失)和非弹性碰撞(有机械能损失)

2)、动量p:

1.定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位:kg·m/s

2.理解要点:①状态量:动量包含了"参与运动的物质"与"运动速度"两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。

速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动。显然地,动量包含了"参与运动的物质"和"运动速度"两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。

矢量性:动量的方向与速度方向一致。

3.动量变化△p:始、末动量分别为p和p’,:p=p’-p为物体在该过程中的动量变化。

如果始、末动量都在同一直线上或相互平行,则在该直线上选定一个正方向后,就可以将矢量运算转换成代数运算了。

巩固练习】一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?

讨论与交流】如果一个物体处于静止状态,其动量为零。那么,我们怎样使它获得动量呢?

思路点拨】我们把质量为m的物体放到光滑水平的桌面上,为了使它获得一个动量,向它施加一个恒定水平推力f,经过时间t,速度达到v,则物体就具有动量p= mv. 由牛顿第二定律及运动规律,有:a=f/m,v=at, 得ft=mv.

讨论】使静止物体获得动量的方法:施加作用力,并持续作用一段时间。

使物体获得一定大小的动量,既可以用较大的力短时间作用,也可以用较小的力长时间作用。

结论】持续作用在物体上的力,可以产生这样的效果:使物体获得动量,这一效果的强弱由力的大小f与持续作用时间t的乘积ft来确定。

3)、冲量i

l.定义:作用力f与作用时间t的乘积ft,称为(这个)力(对受力物体)的冲量,记为i=ft. 单位:n·s,读作"牛顿秒".

2,理解要点:①过程量:冲量描述力在时间上的累积效果。。(说某一时刻的冲量是没有意义的)

矢量性:如果的,则冲量的方向与力的方向一致。

巩固练习】静止在水平桌面上的物体,受到一个推力(以水平向右为正向)。则:(1)力在6s内的冲量是多少?方向如何? (2)这个冲量在数值上与f---t图。

中阴影面积有何联系?(3)如果推力方向不变,在6s

内从零均匀增大到15n,你能计算出6s内的冲量吗?

习题〗1、关于冲量和动量,下列说法正确的是( )

a.冲量是反映力的作用时间累积效果的物理量 b.动量是描述物体运动状态的物理量。

c.冲量是物理量变化的原因d.冲量方向与动量方向一致。

2、质量为m的物体放在水平桌面上,用一个水平推力f推物体而物体始终不动,那么在时间t内,力f推物体的冲量应是( )

a. b、 c. d.无法判断。

3、下列说法正确的是( )

a.物体的动量方向与速度方向总是一致的 b.物体的动量方向与受力方向总是一致的。

c.物体的动量方向与受的冲量方向总是一致的 d.冲量方向总是和力的方向一致。

4、 一个质量为5kg的物体从离地面80m的高处自由下落,不计空气阻力,在下落这段时间内,物体受到的重力冲量的大小是( )取)

a.200n·s b.150n·s c.100n·s d.250n·s

5、一匹马通过不计质量的绳子拉着货车从甲地到乙地,在这段时间内,下列说法中正确的是( )

a、马拉车的冲量大于车拉马的冲量b、车拉马的冲量大于马拉车的冲量。

c、两者互施的冲量大小相等d、无法比较冲量大小。

6、下列说法中,正确的是[ ]

a、做匀速圆周运动的物体的动量不变b、速度变化了动量必定变化。

c、动量变化了速率必定变化d、凡是做曲线运动的物体动量都在变化。

7.质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后,以50m/s的速度**。设打击前后,垒球沿同一直线运动,试分析:

(1)打击后,垒球的动量大小是变大了还是变小了,变大或变小了多少?(2)在打击过程中,垒球的动量变化是多大?方向如何?

3)思考:在(1)、(2)两问中,结果为什么会不同?

8.在光滑水平桌面上静置一物体,现用方向不变的水平力作用在物体上,已知力的大小随时间变化如图所示,试求0~6s内作用力的总冲量。

9、有一质量为m的物体,沿一倾角为的光滑斜面由静止自由滑下,斜面长为l,则物体到达斜面底端的过程中,重力的冲量大小为方向弹力的冲量大小为方向合外力的冲量大小为方向。

10、将质量为的小球从离地面高处竖直向上抛出,抛出时的速度为,不计空气阻力,取,求(1)小球落地时的动量;(2)小球从抛出至落地过程中动量的增量;(3)小球从抛出至落地过程中重力对小球的冲量。

二)动量与冲量巩固。

1)、关于冲量的计算方法。1、恒力的冲量:,方向与恒力的方向一致。

例1)质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛出,初速度为10m/s,从抛出到落地过程中,重力的冲量是[ ]

a.60n·s b.80n·s c.100n·s d.120n·s

例2)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动[ ]

a、可能是匀变速运动b、可能是匀速圆周运动。

c、可能是匀变速曲线运动d、可能是匀变速直线运动。

分析与解:冲量是力与时间的乘积,在任何相等的时间内冲量都相同,也就是物体受到的力恒定不变,所以物体做匀变速运动,其轨迹可以是直线的也可以是曲线的.答案为a、c、d.

2、同一方向均匀变化的力的冲量: (如弹簧弹力的冲量:)

3、“面积法”求冲量:在图象下的面积就是力的冲量。

2)、关于动量增量的计算:

动量的增量与速度增量方向相同。

例3】质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )

a.10kg·m/s b.-10kg·m/s c.40kg·m/s d.-40kg·m/s

结论】动量的变化是末动量减去初动量,在直线运动中先取为正方向.

例4】如图,一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度斜射到坚硬。

的大理石板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度。

也是45°,速度仍为2m/s,你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向?

分析:(如图)动量是矢量,动量方向与速度方向相同,我们可以用作图法。

根据平行四边形定则求动量变化

根据可求得方向竖直向上.

结论】碰撞前后物体不在同一条直线上运动,可用作图法,根据平行四边形定则,以p和-p为邻边,作出平行四边形,其对角线长与大小成正比,方向就是的方向.

3)、动量大小与动能的关系:或。

指导练习】将质量为的小球,从距水平地面高以速度平抛。求:(1)小球飞行过程中所受合外力的冲量;(2)小球落地时的动量;(3)平抛过程中小球动量的增量。

习题〗1.对于力的冲量的说法,正确的是( )

a.力越大,力的冲量就越大b.作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大。

c.f1与其作用时间t1的乘积f1t1等于f2与其作用时间t2的乘积f2t2,则这两个冲量相同。

d.静置于地面的物体受到水平推力f的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为零

2.如图所示为马车模型,马车质量为m ,马的拉力f与水平方向成θ角,在拉力f的拉力。

作用下匀速前进了时间t,则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为( )

a.ft,0,ftsinb.ftcosθ,0,ftsinθ

c.ft,mgt,ftcosd.ftcosθ,mgt ,ftcosθ

3、质量为的小滑块沿倾角为的斜面上滑动,再经过时间速度为零后又下滑,再经过回到斜面底面,滑块受到的摩擦力大小始终为,在整个过程中,重力对滑块的总冲量[ ]

a、 b、 c、 d、0

4.下列关于动量的说法中,正确的是( )

a.物体的动量改变,其速度大小一定改变 b.物体的动量改变,其速度方向一定改变。

c.物体运动速度的大小不变,其动量一定不变 d.物体的运动状态改变,其动量一定改变。

5. 做平抛运动物体,不计空气阻力,在相等的时间内[ ]

a、速度增量不同、动量变化量不同、重力的冲量不同

b、速度增量相同、动量变化量不同、重力的冲量不同。

c、速度增量相同、动量变化量相同、重力的冲量相同

d、速度增量不同、动量变化量不同、重力的冲量相同。

6.如图,质量相等的a、b两个物体,沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面,由静止从同一高度开始下滑到同样的另一高度的过程中 ,a、b两个物体相同的物理量是[ ]

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