動量沖量動量定理例題

1、動量沖量動量定理例題第1頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一要點疑點考點一、動量（p）1.定義：p=mv有大小和方向，是矢量.單位：kgms-1.2.物理意義：描述物體機械運動狀態(tài)的物理量.3.動量變化：運算應(yīng)用平行四邊形定則.如果運動變化在同一直線，那么選定一個正方向，動量變化運算便簡化為代數(shù)運算：p=p2-p1=mv2-mv1.第2頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一要點疑點考點二、沖量（I） 1.定義：I=Ft有大小和方向，是矢量.單位：Ns. 2.物理意義：描述力在某段時間內(nèi)積累效應(yīng)的物理量，是過程量.第3頁，共23頁，2022年，5月20日

2、，21點29分，星期一要點疑點考點 3.沖量的計算：恒力的沖量可用I=Ft計算.變力指大小和方向改變的力、沖量不能用Ft計算.一般是根據(jù)動量定理，用動量改變量P來計算. 4.沖量是指某個力而言，計算某一個力沖量與其他力無關(guān).而求對一個物體的沖量一般指的是合外力沖量.第4頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一要點疑點考點三、動量定理 1.定理內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它動量的變化的表達式：Ft=mv-mv. 2.動量定理是根據(jù)牛頓第二定律F=ma、運動學(xué)公式v=v0+at和力F是恒定的情況下推導(dǎo)出來的.因此能用牛頓第二定律和運動學(xué)公式能解的恒力問題，凡不涉及加速度和位移的

3、，用動量定理求解較為方便.同時要注意的是，動量定理也適用于隨時間變化的變力問題.第5頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一要點疑點考點 3.牛頓第二定律的動量表達式為F=(p-p)/t，要用其解釋一些生活中現(xiàn)象.(如玻璃杯落在水泥地摔碎而落在地毯上無事) 4.應(yīng)用動量定理解題的步驟： （1）選取研究對象； （2）確定所研究的物理過程及初、末狀態(tài)； （3）分析研究過程中物體的受力情況； （4）根據(jù)動量定理形式，規(guī)定正方向； （5）解方程、統(tǒng)一單位、求解.第6頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一課 前 熱 身1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成角

4、的拉力F作用下由靜止開始運動，經(jīng)時間t速度達到v，在這段時間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是(D) A.Ft，0 B.Ftcos,0 C.mv,0 D.Ft,mgt第7頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一課 前 熱 身2.一個質(zhì)量為m的小球以速度v垂直射向墻壁，碰撞后又以相同的速度反彈回來，小球受到的沖量大小是(C) A.mv B.mv/2 C.2mv D.0第8頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一課 前 熱 身3.人從高處跳到低處時，一般都是讓腳尖先著地，下列解釋正確的是(C) A.減小沖量 B.使動量的增量變得更小 C.增長與地面的沖擊時間，從而

5、減小沖力 D.增大人對地的壓強，起到安全作用.第9頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一課 前 熱 身4.兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m2，當(dāng)它們的動能相等時，它們的動量大小之比是 .第10頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一課 前 熱 身5.質(zhì)量為300g的壘球以30m/s的速度飛來，隊員用木棒擊球，球反向彈回的速率是30m/s，則壘球受到的沖量大小是18NS.第11頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法【例1】如圖5-1-1所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30高為h=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的

6、過程中，求：（1）重力的沖量；（2）支持力的沖量；（3）合外力的沖量.(g=10m/s2)第12頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法【解析】求某個力的沖量時，只有恒力才能用公式I=Ft，而對于變力一般用動量定理求解，此題物體下滑過程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時間便可用I=Ft求解. 由牛頓第二定律F=ma得 下滑的加速度a=gsin=5m/s2.第13頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法由s=(1/2)at2得下滑時間，所以重力的沖量IG=mgt=2102=40Ns.支持力的沖量IF=Ft=mgcos30t=20 Ns

7、，合外力的沖量IF合=F合t=mgsin30t=20Ns.第14頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法【解題回顧】某個力的沖量與合外力的沖量要注意區(qū)分.如5-1-2圖，物重10N，放在桌面上靜止不動，經(jīng)歷時間10秒鐘，重力的沖量不是0而是IG=Gt=1010=100Ns.第15頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一【例2】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙帶，重物跟著一起運動；若迅速拉動紙帶，紙帶將會從重物下面抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說法(CD)A.在緩緩拉動紙帶時，重物和紙帶間的摩擦力大B.在迅速拉動時，紙帶給重物的摩擦

8、力小C.在緩緩拉動時，紙帶給重物的沖量可能大D.在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量可能小第16頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一【解析】在緩緩拉動時，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉動時，它們之間的作用力是滑動摩擦力.由于滑動摩擦力f=N(是動摩擦因數(shù))，而最大靜摩擦力fm=mN(m是靜摩擦系數(shù))且= m.一般情況下可以認為f=fm即滑動摩擦力f近似等于最大靜摩擦力fm.因此，一般情況是：緩拉，摩擦力?。豢炖?，摩擦力大，故判斷A、B都錯.緩拉紙帶時，摩擦力雖小些，但作用時間可以很長，故重物獲得的沖量，即動量的改變量可以很大，所以能把重物帶動；快拉時，摩擦力雖大些，但作

9、用時間很短，故沖量小，所以重物動量的改變量小.因此答案C、D正確.第17頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法【例3】某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m.在著地過程中，對他雙腳的平均作用力估計為(B)A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍第18頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法【解析】本題問題情景清晰，是一道應(yīng)用動量定量解釋物理現(xiàn)象的好題.為了使得從高處跳下時減少地面對雙腿的沖擊力，應(yīng)減少h跳下前的高度；增大h

10、雙腳彎曲時重心下移的距離.即不宜筆直跳下，應(yīng)先蹲下后再跳，著地時應(yīng)盡可能向下彎曲身體，增大重心下降的距離.實際操作中，還有很多方法可以緩沖地面的作用力.如先使前腳掌觸地等.也可同樣運用動量定理解釋.對本題分析如下：下落2m雙腳剛著地時的速度為v= .觸地后，速度從v減為0的時間可以認為等于雙腿彎曲又使重心下移 h=0.5m所需時間.在估算過程中，可把地面對他雙腳的力簡化為一個恒力，故重心下降過程可視為勻減速過程.從而有:第19頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一能力思維方法t= h/v平均=h/(v/2)=2h/v.在觸地過程中，有（N-mg）t=mv，即N=mg+mv/

11、t=mg+mv/(2h/v) =mg+mv2/2h, =mg+mgh/h=5mg. 因此答案B正確. 【解題回顧】題中的（N-mg）t=mv,許多同學(xué)在獨立做題時容易做成Nt=mv而得出N=4mg的錯誤結(jié)論.第20頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一延伸拓展【例5】據(jù)報載：1962年，一架“子爵號”客機，在美國伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機墜毀，十七人喪生，1980年，一架英國“鴿式”戰(zhàn)斗機在威夫士地區(qū)上空與一只禿鷹相撞，飛機墜毀，飛行員彈射逃生.小小的飛禽何以能撞毀飛機這樣的龐然大物？下面我們通過簡要計算來說明這一問題.第21頁，共23頁，2022年，5月20日，2

12、1點29分，星期一延伸拓展【解析】設(shè)鳥的質(zhì)量m=1.0kg，鳥的身長L=15cm（除去毛），鳥與飛機相撞面積S=0.01m2，相撞前鳥的速度約為0（因遠小于飛機速度），相撞后其速度與飛機相同.飛機飛行速度v=600m/s（現(xiàn)代超音速飛機的飛行速度是聲速的二到三倍），因飛機質(zhì)量M m,故相撞過程中飛機速度不變，因此，撞擊時間t=L/v=0.15/600s=2.510-4s.第22頁，共23頁，2022年，5月20日，21點29分，星期一 取鳥為研究對象，因撞擊時間極短，因此可認為撞擊時間內(nèi)，鳥受到飛機對它的撞擊力為F.根據(jù)動量定理可得： Ft=mv1-mv0 F=(mv1-mv0)/t=1.0600/2.510-4N=2.4106N.