§16.2动量定理。
基础知识】1.动量定理。
1)推导:(设物体做匀变速运动)
2)一般表达式。
3)内容。预习作业】
1.以15m/s的速度行驶的电车,在关闭发动机后10s内停下来,则电车受到的阻力。
是牛。2.质量为0.1kg的钢球以7m/s速度水平撞在竖立的钢板上,而后以5m/s的速度弹回,设碰撞时间为0.01s,若取钢球碰前的速度为正方向,则钢球受到的平均作用力为。
n。能力提高】(↑6000,-120)
2.应用注意:(1)合力冲量决定了动量变化,而不是某个力决定的。
2)矢量性:在同一直线上的问题中,矢量的方向容易出错。i合=δp表示二者大小相等、方向一致、单位相同、都是过程量。1n·s=1(kg·m/s2)·s=1 kg·m/s
3.关于动量定理的用途。
1)从动量定理的推导可以知道,动量定理是研究合力的的时间积累效果和物体动量变化之间的关系:物体所受到的合外力的冲量等于物体的动量变化,即合外力冲量是动量变化的原因和量度。定理取代了牛顿第二定律和速度公式这个方程组。
2)力的时间积累改变运动状态。
4.动量定理分析问题方法:
5.变力冲量的处理:
取平均值后按照恒力处理。
6.关于动量变化率。
f合=(mv′-mv)/t
意义:合外力等于动量变化率,即:合外力反映了动量变化快慢。牛顿最初就是用这个式子表示的牛顿第二定律。
此式子能解释常见的碰撞和打击问题:在δp一定情况下,t会决定f合大小。
对比:a=f合/m=(v′-v)/t
加速度反映速度变化快慢。
7.动量定理解决的两种特殊问题:
1)恒力作用下的曲线运动 ,利用冲量求动量变化;
2)变力作用下的直线运动,利用动量变化求冲量。
典型例题】1.物体在恒力作用下运动,正确的是:
a.动量方向与受力方向相同。
b.动量的方向与冲量方向相同。
c.动量的增量方向与受力方向相同。
d.动量变化率的方向与速度方向相同。
2.质量为0.5kg的足球,在地上以10m/的速度滚动时被运动员反向踢回。若足球受到的冲量大小为15n·s,则足球飞回的速度多大?
3.以速度v竖直上抛的物体,不计阻力,从抛出到回到出发点过程中,合力的冲量多大?
利用动量变化间接求解冲量,注意方向。
4.质量为2kg的物体以10m/s的速度碰到水泥地面上被以8m/s的速度**起来,若物体和地面接触的时间是0.1s,求地面给物体的弹力的平均值。
综合拓展】*8.ek定理和p定理比较:动量定理:力的时间积累改变运动状态(动量);动能定理:力的空间积累改变运动状态(动能)。
分段法和全程法:运动过程比较复杂,在不同时间段受力有变化时,高中最主要是研究匀加速和匀减速组成的变速过程,其主要特征是v1—v2—v3,如0—v—0。
全程法:全过程i1+i2+…=mv-mv,式子中i1、i2可以指各段的合力冲量,也可以表示各个力的冲量。
分段法:针对各个分过程列方程组。
全程法简洁优先考虑,未知量较多再用分段法补充方程或列分段法方程组。
例题5.质量为60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护并未受伤。已知安全带的长度为5m,安全带从被拉直到伸长到最长的时间是1.2s,求安全带受到的平均作用力是多大?
分析:工人的运动过程分两个阶段,自由下落和在安全带弹力作用下减速。处理方法如下:
(1)求出自由下落的时间,对全程列动量定理的方程;(2)求出自由下落的末速度,再根据平均速度求出安全带伸长的距离,对全程列动能定理的方程;(3)自由下落过程用动能定理列方程并求出末速度,减速过程用动量定理列方程;
复习检测】 )△1.几个力作用在物体上,关于其中一个力的冲量的方向说法正确的是:
a.与物体的动量方向相同。
b.与该力的方向相同。
c.与物体动量变化方向相同。
d.与物体速度变化方向相同。
)△2.下列说法正确的是:
a.受合外力的冲量越大,它的动量就越大。
b.合力冲量不为零它的动量就要变化。
c.动量增量的方向就是合外力冲量的方向。
d.合外力越大,物体的动量变化越快。
)△3.人从高处跳到低处,为了安全一般都是让脚尖先着地,这样做的目的是为了:
a.减小冲量。
b.减小动量变化量。
c.增长与地面的冲击时间从而减小受力。
d增大人与地面的压强,起到安全作用。
4.物体从图中轨道由a点运动到b点过程速度有v变为3v,这段时间内物体所受合力冲量大小为 ,方向为 。
5.质量为0.5kg的足球,在地上以15m/的速度滚动时被运动员以等大的速率反向踢回。若脚接触球的时间是0.01s,求运动员给足球的冲量大小及平均作用力大小。
6.两个物体的质量比为4:1,它们在水平面上滑行至停过程中:
1)若它们的初动量相同,所受到摩擦力等大,则滑行的时间比为。
2)若它们的初动量相同,和地面的动摩因数等大,则滑行的时间比为。
3)若它们的初动能相同,所受到摩擦力等大,则滑行的时间比为。
4)若它们的初动能相同,和地面的动摩因数等大,则滑行的时间比为。
距离比?)7.以30m/s竖直向上抛出的小球,2s到达最高点,则空气阻力和重力之比为设阻力大小恒定)
8.以某一速度抛出质量为m的物体,不记空气阻力,抛出后物体做曲线运动,若经3s物体还在空中,则物体在这3s内的动量变化是 kg·m/s。
9.一台自动传送盘,盘上离转轴0.5m处有一质量为0.5kg的零件,随盘作匀速圆周运动,则当盘以角速度为2rad/s转过180°的过程中,盘面对零件的摩擦力的冲量为多大?
10.质量为m的小石子从某高处由静止开始落下,经t1时间落到泥塘上,陷入泥塘后又经过t2时间停下,求石子在泥塘中受到的平均阻力大小。
11.质量相等的物体a、b,并排静止在光滑水平面上,现用一个恒力f推a,同时给b一个瞬间冲量i,使两个物体都开始运动,求多长时间后两个物体重新相遇。
12.质量为2kg的球,以3.2m高处自由落地,触地**后上升1.8m,接触地面的时间是0.1s,则在触地**过程中球受到的弹力多大?
13.质量为m的物体在粗糙水平面上由静止开始在水平拉力f作用下开始运动,物体和水平面的动摩擦因数为μ,t时间后撤去拉力,求物体运动的总时间。
14.两个物体在恒力f1、f2作用下运动的动量和时间关系如图,f1在t1内的冲量为i1,f2在t2内的冲量为i2,下列比较正确的是:
a.f1> f2,i1=i2;
b.f1< f2,i1< i2;
c.f1> f2,i1< i2;
d.f1= f2,i1= i2;
15.从某高度处以相同的速率上抛、下抛、平抛出质量相等的三个物体,它们在空中运动过程中的动量变化分别为△p1、
p2、△p3 ,说法正确的是:
a. △p1=△p2>△p3,方向相同。
b.△p1>△p2>△p3,方向相同。
c.△p1>△p3>△p2,方向相同。
d. △p1、△p2、△p3大小相等,方向不同。
16.质量为50g的机***出膛速度为1000m/s,假设机枪每分钟发射120颗子弹,则连续发射时,机枪手要用多大的力顶住机枪?
17.装煤机每秒将5t煤装入水平匀速前进的车厢内,车厢速度是5m/s,若不计摩擦,车厢要保持原速前进,则需增加的水平牵引力多大?
思路点拨】例题1.c,知识点。
2.20m/s
3.2mv,提示:上抛运动对称性:回到出发点速度为-v,i合=δp=-mv-mv=-2mv。
4.380n,注意:合力包括弹力和重力。
5.1100n
作业。1.b,合力而不是一个力决定动量变化。
2.bcd,知识点。
3.c4.2mv,水平向右。
5.15n·s,1500n
8.3mg
9.1n·s ,i合=δp=-mv-mv=-2mv=-1n·s
10.mg(t1+ t2)/ t2加速减速结合全程法。
11.2i/f:a匀加速,b匀速。
12.300n,分3段动能定理动量定理结合。
13.ft/μmg,加速减速结合全程法。
14.a,知识点6
15.c,用重力冲量研究动量变化。
16.100n对于枪和子弹,子弹的动量增加量需要人的外力冲量提供。
17.25000n,装上的煤增加的动量需要牵引力的冲量提供。
2动量和动量定理
学习目标 一知识与技能。1 理解动量和动量变化量及冲量的矢量性。2 理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力。3 会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题。二过程与方法。运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。三情感态度与价值观。通过运用所学知识推导新的规律...
16 2动量动量定理
16.2 动量和动量定理预习案。自主预习 一 动量 1 定义 物体的 和 的乘积。2 定义式 p 3 单位。4 标矢性 动量是量,方向与的方向相同,因此动量的运算服从法则。二 冲量 1 定义与 的乘积叫冲量。2 公式 i 3 单位。4 标矢性 冲量是 量,恒力冲量的方向与力的方向。三 动量定理 1 ...
习题动量定理 2
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