人教版高中选修3-5-《第十六章 动量守恒定律》章末总结(测)
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第十六章 动量守恒定律1. [2014·重庆高考]一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v =2 m/s ,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。
不计质量损失,取重力加速度g = 10 m/s 2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )解析:平抛运动时间t =2h g=1 s ,爆炸过程遵守动量守恒定律,设弹丸质量为m ,则mv=34mv 甲+14mv 乙,又v 甲=x 甲t ,v 乙=x 乙t ,t =1 s ,则有34x 甲+14x 乙=2 m ,将各选项中数据代入计算得B 正确。
答案:B2.[2013·福建高考]将静置在地面上,质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( ) A.m Mv 0 B.M mv 0 C.MM -mv 0 D.mM -mv 0 解析:火箭模型在极短时间点火,设火箭模型获得速度为v ,据动量守恒定律有0=(M -m )v -mv 0,得v =mM -mv 0,故选D 。
答案:D 3.[2013·江苏高考]如图所示,进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s 。
A 将B 向空间站方向轻推后,A 的速度变为0.2 m/s ,求此时B 的速度大小和方向。
解析:根据动量守恒,(m A +m B )v 0=m A v A +m B v B ,代入数据可解得v B =0.02 m/s ,方向为离开空间站方向。
答案:0.02 m/s 远离空间站方向4.[2012·课标全国卷]如图,小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O 。
让球a 静止下垂,将球b 向右拉起,使细线水平。
从静止释放球b ,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。
高中物理第十六章动量守恒定律3 动量守恒定律素材新人教版选修3-5 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第十六章动量守恒定律3 动量守恒定律素材新人教版选修3-5)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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3动量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代物理学中的三大基本守恒定律。
最初它们是牛顿定律的推论,但后来发现它们的适用范围远远广于牛顿定律,是比牛顿定律更基础的物理规律,是时空性质的反映.其中,动量守恒定律由空间平移不变性推出,能量守恒定律由时间平移不变性推出,而角动量守恒定律则由空间的旋转对称性推出。
定律特点矢量性动量是矢量。
动量守恒定律的方程是一个矢量方程。
通常规定正方向后,能确定方向的物理量一律将方向表示为“+”或“—",物理量中只代入大小:不能确定方向的物理量可以用字母表示,若计算结果为“+”,则说明其方向与规定的正方向相同,若计算结果为“—”,则说明其方向与规定的正方向相反。
瞬时性动量是一个瞬时量,动量守恒定律指的是系统任一瞬间的动量和恒定。
因此,列出的动量守恒定律表达式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…,其中v1,v2…都是作用前同一时刻的瞬时速度,v1ˊ,v2ˊ都是作用后同一时刻的瞬时速度。
只要系统满足动量守恒定律的条件,在相互作用过程的任何一个瞬间,系统的总动量都守恒。
在具体问题中,可根据任何两个瞬间系统内各物体的动量,列出动量守恒表达式。
相对性物体的动量与参考系的选择有关。
第十六章运量守恒定律错误!专题一动量定理及其应用1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.2.公式:Ft=mv2-mv1,它为矢量式,在一维情况时可变为代数运算.3.研究对象是质点:它说明的是外力对时间的积累效果.应用动量定理分析或解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.4.解题思路(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初、末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度);(3)利用Ft=mv2-mv1列方程求解.质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为________kg·m/s。
若小球与地面的作用时间为0。
2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为________N(取g=10 m/s2).[解析]小球与地面碰撞前后的动量变化为Δp=mv′-mv=0.2×4 kg·m/s-0。
2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s。
由动量定理,小球受到地面的作用力F=错误!+mg=12 N.[答案] 2 121.如图甲所示,物体A、B用轻绳相连,挂在轻弹簧下静止不动,A的质量为m,B的质量为M。
当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升经过某一位置时速度大小为v,这时物体B下落的速度大小为u,如图乙所示.在这段时间里,弹簧的弹力对物体A的冲量为()A.mvB.mv-MuC.mv+MuD.mv+mu解析:选D。
该题涉及的物体较多,可先选B为研究对象.在B下落的这段时间t内,其动量向下增加Mu,B只受重力作用,由动量定理,重力的冲量为Mgt=Mu,解得t=错误!.在时间t内,A受两个力作用:重力mg,方向向下;弹簧的弹力,方向向上.因为弹簧的弹力是变力,所以要计算弹力的冲量只能应用动量定理来解决.以A为研究对象,其动量在时间t 内向上增加mv,设弹力的冲量为I,由动量定理有I-mgt=mv,解得I=m(v+u),故D正确.专题二动量定理和动量守恒定律的综合运用1.解决该类问题用到的规律:动量定理和动量守恒定律.2.解决该类问题的基本思路(1)选择研究对象和过程;①明确动量守恒定律所研究的系统和过程;②选定系统中动量定理所研究的某个物体及过程.(2)用动量守恒定律求解这个物体的末动量;(3)用动量定理对这个物体列方程,求解冲力等问题.随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49 t,以54 km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为 2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2).(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0。
2020年人教版高中物理选修3-5章总结复习素材:第16章动量守恒定律知识点选修3-5知识点第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。
2、相互作用力极大,即内力远大于外力。
3、速度都发生变化。
一、实验的基本思路1、一维碰撞:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动。
2、猜想与假设:一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。
例如两个物体可能碰后分开,也可能粘在一起不再分开。
二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的?即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动。
在固定的轨道上做实验——气垫导轨。
②怎样测量物体的质?用天平测量。
③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识,如利用匀速运动、平抛运动,并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
④数据处理:列表。
参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。
参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时,可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时,可以选用参考案例三。
参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
16.2动量定理一、动量1、定义:把物体的质量m和速度?的乘积叫做物体的动量p,用公式表示为p = m?2、单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号是kg?m/s3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的方向与该时刻速度的方向相同。
4、注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
5、动量的变?p①某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量p',跟初状态的动量p的矢量差,称为动量的变化(或动量的增量),即p = p' - p。
第十六章动量守恒定律本章概览三维目标掌握碰撞规律,正确理解弹性碰撞与非弹性碰撞,要明确这两个过程中的能量转化关系.培养实验观察的能力和从实验中归纳,概括物理概念与规律的能力.正确理解动量(p)、冲量(I)以及动量改变量的物理意义,要明确动量和冲量的定义,知道动量定理,掌握一维碰撞中的动量守恒定律和通常情况下两物体碰撞时的三种情形:①两物体碰后合为一个整体,以共同速度运动;②两物体碰撞很短时间内分开(不含中间有弹簧),能量(动能)无损失;③两物体碰后虽然分开,但碰撞时间较长,能量(动能)有损失.理解动量守恒定律的含义并熟练运用动量守恒定律解决碰撞问题.掌握反冲运动的特点:①是相互作用的物体之间作用力与反作用力产生的效果;②反冲过程中,一般满足各级系统合外力为零,或内力远远大于外力.通过对具体问题的探究与参与,提高学习兴趣,将所学知识应用于生产和生活.掌握牛顿第二定律对动量的描述形式.知识网络⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧++=++=++=++++=++=-=-==-=∆=⎩⎨⎧动量定理表示形式二定律用动量概念表示牛顿第在现实生活中的实例反冲产生的原理火箭反冲运动散射机械能损失最大动量守恒完全非弹性碰撞机械能有损失动量守恒非弹性碰撞机械能守恒动量守恒完全弹性碰撞碰撞则如外力为零若系统在某一方向上合则若系统内力远大于外力若系统动量守恒定律求冲量和动量变化解释现象根据应用动量定理根据动量守恒根据定义冲量的计算恒力的冲量与力同向矢量冲量也是矢量同向与矢量动量动量与动量守恒定律需要考虑的问题实验基本思路变量用实验探究碰撞中的不律定恒守量动合合 '')0('','',0)2(')1(,':)2(;)1(:,,;:',,;:212121212121x x x x x p p p p F p p p p p p p p F t p p F p p t F Ft I p p p v p m v p。
第十六章动量守恒定律16. 1 实验:探究碰撞中的不变量一、实验探究目的和实验思路1.实验基本思路(1)一维碰撞碰撞的种类很多,两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动,这种碰撞叫做一维碰撞.在一维碰撞的情况下,与物体运动有关的物理量只有物体的质量和速度,因此实验要测量物体的质量和速度。
二、实验探究案例案例1:利用气垫导轨探究一维碰撞中的不变量如图:(1)质量的测量:用天平测量质量。
(2)速度的测量:利用公式v=△xΔt△x 为滑块上挡光片的宽度, Δt 为数字计时器显示的挡光片经过光电门的时间。
(3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量。
(4)实验方法①用细线将弹簧压缩,放置于两个滑块之间,并使它们静止,然后烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块随即向相反方向运动。
②在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架,可以得到能量损失很小的碰撞。
③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两个滑块连成一体运动,这样可以得到能量损失很大的碰撞。
注意:为了研究水平方向的一维碰撞,气垫导轨必须调水平。
碰撞前碰撞后质量m/kg m1m2m1m2速度v/(m/s) v1v2v1′v2′m v/(kg·m/s)m1v1+m2v2m1v1′+m2v2′m v 2/(kg·m/s)m1v12+m2v22m1v1′2+m2v2′2v m /(m/s/kg) v1m1+v2m2v1′m1+v2′m2其他可能的猜想如图:(1)质量的测量:用天平测量(2)速度的测量:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后小球的速度。
把两个质量相等的小球都用长度为L的线悬挂起来,测量小球A被拉起的角度θ1,根据机械能守恒定律,可知小球A落下时的速度v1=√2g L(1−cosθ1);测量被撞小球B摆起的角度θ2,则小球B被撞后的速度v2=√2g L(1−cosθ2);同理可以求出碰后小球A的速度。
知识网络⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∆∆=∆=⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧∆-=∆'+'=+'+'=+⎪⎩⎪⎨⎧ ⎝⎛=∆=t p F p I I p p p p p p v m v m v m v m p p 动量变化间的互求关系动量定理给出了冲量和量变化的量度是物体动并且原因是物体发生动量变化的即于物体的动量变化物体所受合力的冲量等内容动量定理表达式的方向决定它的方向由矢量相对应它与是描述力的时间积累效应冲量表达式则这个方向上动量守恒受的合外力为零系统在某一个方向上所内力但外力系统受外力或者不受外力之和为系统不受条件守恒动量持不变这个系统的总动量保外力之和为零一个系统受外力或者受内容定律守恒动量是动量的变化表达式的方向相同与矢量相对应它与理量描述物体运动状态的物动量定律守恒动量,_______,_________,:________:_________,__________________,,,________,_____________,:________________,________:_______,________,21212122112211答案:时刻 速度 mv mv-mv 0 矢量 外力 零 远小于 过程量 时间 力 Ft 冲量 冲量重点突破一、动量守恒定律1【例1】 质量为 M 的气球上有一质量为 m 的猴子,如图16-1所示.气球和猴子静止在离地高为 h 的空中.从气球上放下一架不计质量的软梯,为使猴子沿软梯安全滑至地面,则软梯至少应为多长?解析:此题为前面习题课中出现过的人船模型,要正确分析物理情景,合理选择物理规律. 设下降过程中,气球上升高度为H ,由题意知猴子下落高度为h.取猴子和气球为系统,系统所受合外力为零,所以在竖直方向动量守恒,由动量守恒定律得:M·H=m·h ,解得H=M mh 所以软梯长度至少为L=h+H=M h m M )(+. 答案:Mh m M )(+ 【例2】 传送带以v 0=2 m/s 的水平速度,把质量为m=20 kg 的行李包送到原来静止在光滑水平轨道上的质量为M=30 kg 的长木板上.如果行李包与长木板之间的动摩擦因数为0.4,取g=10 m/s2,求:(1)行李包在长木板上滑行多长时间才能与小车保持相对静止?(2)长木板至少多长才能使行李包不致滑出车外?解析:当行李包滑上木板上之后,在摩擦力作用下,行李包做匀减速运动,木板做匀加速运动,最后达到共同速度,设其共同速度为v,运动示意图如图16-2所示.对行李包和长木板组成的系统,满足动量守恒条件,根据动量守恒定律有:图16-2mv 0=(M+m)v ,得共同速度为mM m v v +=0=0.8 m/s (1)对行李包,所受动摩擦力为F f =μmg ,其加速度大小为a=μg=4 m/s 2其速度从v 0=2 m/s 减至v=0.8 m/s ,所用时间为t=gv v μ--0=0.3 s. (2)由运动过程示意图可知,木板滑动距离s 1,行李包滑动距离s 2及木板长度L 间的几何关系为 L= s 2-s 1 ①对行李包:s 2=20v v +·t=0.42 m ② 对长木板:s 1=2v ·t=0.12 m ③ 得木板最小长度L=s 2-s 1=0.3 m.答案:(1)0.3 s (2)0.3 m二、动量定理【例3】 质量为m 的钢珠从高出沙坑表面H m 处由静止自由下落,不考虑空气阻力,掉入沙坑后停止,如图16-3所示.已知钢珠在沙坑中受到沙的平均阻力是F f ,则钢珠在沙内运动时间为多少?图16-3解析:设钢珠在空中下落时间为t 1,在沙坑中运动时间为t 2,则:在空中下落,有H=21gt 12,得gh t 21= 对全过程有:mg(t 1+t 2)-F f t 2=0-0 得:mgF gh m t f -=22. 答案:mgF gh m f -2 【例4】 如图16-4所示,一根弹簧上端固定,下端系着质量为m 的物体A ,物体A 静止时的位置为P 处,再用细绳将质量也为m 的物体B 挂在物体A 的下面,平衡后将细绳剪断.如果物体A 回到P 点处时的速率为v ,此时物体B 的下落速度大小为u ,不计弹簧的质量和空气阻力,则这段时间里弹簧的弹力对物体A 的冲量大小为多少?图16-4思路分析:绳子剪断后,B 加速下降,A 加速上升,当A 回到P 点时,A 的速度达到最大值.本题中所求的是弹簧的弹力对物体A 的冲量,所以要分析清楚A 上升过程中A 的受力情况.解析:取向上方向为正,对B :-mgt=-mu ①对A :I 弹-mgt=mv ②两式联立得I 弹=m(v +u).答案:m(v +u)【例5】 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg 的运动员,从离水平网面3.2 m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m 高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(取g=10 m/s 2)解析:取向上为正方向,运动员下落到网时的速度为112hg v -==-8 m/s ,运动员反弹刚离开网时的速度为222gh v ==10 m/s.运动员和网接触时受重力和网的弹力两个力的作用,根据动量定理有(F-mg)t=mv 2-mv 1,所以t m v m v F 12-=+mg=900 N+600 N=1 500 N. 答案:1 500 N。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第十六章动量守恒定律第一节实验:探究碰撞中的不变量知识点实验探究的思路1.在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量实验中,下列说法正确的是( )A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长B.由静止释放小球以便较准确计算小球碰前速度C.两小球必须都是钢性球,且质量相同D.两小球碰后可以粘合在一起共同运动2.在“验证动量守恒定律”的实验中,必须测量的量有( )A.小球的质量m1和m2B.小球的半径rC.桌面到地面的高度H D.小球m1的起始高度hE.小球从抛出到落地的时间t F.小球m1和m2碰撞后飞出的水平距离G.小球m1未碰撞前飞出的水平距离3.在做“碰撞中的动量守恒”实验时,必须做到( )A.斜槽轨道必须是笔直的B.把小球放到斜槽末端的槽口时,小球必须能够静止C.碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与轨道的末端的切线平行D.以上都不需要做到4.如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做“探究碰撞中的不变量”的实验,实验步骤如下:(1)把两滑块A:B紧贴在一起,在A上放质量为州的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A、B,在A、B的固定挡板间放入一弹簧,使弹簧处于水平压缩状态。
(2)按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,A、B与挡板C、D碰撞的阿时,电子计时器自动停表,记下A至C的运动时间t1和B至D的运动时间t2。
(3)重复几次取t1、t2的平均值.①在调整气垫导轨时应注意;②应测量的数据还有;③只要关系式成立,即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和。
5.如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz.开始两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻质弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动.已知滑块A、B的质量分别为200g、300g。
根据照片记录的信息,释放弹簧,A、B离开弹簧后,A滑块做运动,其速度大小为。
第十六章动量守恒定律本章综述本章的重点是动量守恒定律的探究、理解和应用,学会用动量观点解决问题的思想和方法;难点是动量、冲量的矢量性和动量守恒定律的探究思路和方法.本章内容体现了科学、技术和社会的互动关系,如:“鸟撞飞机”、蹦床、钉钉子、台球的碰撞、火箭的飞行等都是同学们既熟悉又感兴趣的生活实例.动量守恒定律不仅能解决宏观物体间的相互作用(如碰撞类问题),也为进一步认识微观粒子的相互作用做好铺垫.本章内容是物理学中最重要的内容之一,它为我们解决微观、宏观和宇观问题提供了思想和方法,也为我们解决变力作用下物体运动问题提供了简便有效的方法和途径.因此应用动量守恒定律不仅能够解决实际生活中的一些问题,也为认识微观粒子的相互作用问题做好铺垫.通过对本章的学习,还可以帮助同学们学习科学探究的过程和方法,体验科学探究的乐趣,体会自然界的和谐与统一.本章知识呈现方式以探究为主线,让同学们亲身经历提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、交流与合作的过程,突出了过程与方法的学习.因此,注重探究过程、加强理论与实际的结合是本章的主要特征.在学习本章内容前应注意复习运动学和动力学的有关内容,回顾利用牛顿运动定律和利用能量观点解决问题的主要思路和方法.学习过程中应注重探究过程,通过实验来经历提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、交流与合作的过程,突出过程与方法的学习.对动量和冲量的理解不要死记硬背,而应从碰撞过程中守恒量的探究来理解引入动量和冲量的意义和意图,从而更好地理解和应用动量守恒定律解决实际问题.同学们对动量概念和动量守恒定律比较陌生,往往不习惯或意识不到用动量守恒定律进行解题.在解题时,要有意识地比较牛顿运动定律、动量守恒定律,体会利用动量观点解题的优越性,学会解决碰撞等相互作用问题的思路和方法.。
章末小结与测评动量守恒定律⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧动量⎩⎪⎨⎪⎧定义:质量与速度的乘积,p =mv 单位:kg·m/s矢量:方向与v 同向动量的变化:Δp =p ′-p ,遵守矢量运算冲量⎩⎪⎨⎪⎧定义:力和力的作用时间的乘积,I =Ft矢量:与力的方向相同动量定理⎩⎪⎨⎪⎧内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量表达式:p ′-p =I力的表达:力等于动量的变化率,F =ΔpΔt动量守恒定律⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧动量守恒定律⎩⎪⎨⎪⎧条件:系统不受外力或所受合外力等于零表达式:p 1+p 2=p 1′+p 2′碰撞与反冲⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧弹性碰撞⎩⎪⎨⎪⎧ 遵守动量守恒定律机械能守恒非弹性碰撞⎩⎪⎨⎪⎧遵守动量守恒定律机械能有损失完全非弹性碰撞⎩⎪⎨⎪⎧遵守动量守恒定律机械能损失最多反冲运动⎩⎪⎨⎪⎧产生反冲现象的原理:动量守恒反冲在生产、生活、科技中的应用1在动量变化一定的情况下,如果需要增大作用力,必须缩短作用时间。
如果需要减小作用力,必须延长作用时间,即缓冲作用。
2.定量计算在用动量定理计算有关问题时,要注意力必须是物体所受的合外力,以及动量定理的矢量性,求解前先规定正方向,再简化为代数运算(一维碰撞时)。
3.动量定理是解决动力学问题的一种重要方法对于只涉及物体运动时间而不涉及加速度的问题,用动量定理要比用牛顿运动定律解题方便得多。
[典例1] (天津高考)质量为0.2 kg 的小球竖直向下以6 m/s 的速度落至水平地面,再以4 m/s 的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为________kg·m/s。
若小球与地面的作用时间为0.2 s ,则小球受到地面的平均作用力大小为________N(取g =10 m/s 2)。
[解析] 小球与地面碰撞前后的动量变化为Δp =mv ′-mv =0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6)kg·m/s=2 kg·m/s。
一、多选题1. 质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m 的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间,如图所示.现给小物块一水平向右的初速度v ,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间,井与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为
( )
A .
B .
C .
D .
2. 水平推力F 1和F 2分别作用于水平面上原来静止的、等质量的a 、b 两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间停下,两物体的v -t 图象如图所示,已知图中线段AB ∥CD ,则( )
【优选整合】人教版高中选修3-5-《第十六章 动量守恒定律》章末总结(测)
冲量
量B .F 1的冲量等于F 2的
A .F 1的冲量小于F 2的冲
C.两物体受到的摩擦力大小不相等
D.a物体受到的摩擦力冲量小于b物体受到的摩擦力冲量
3. 如图所示,在光滑的水平面上静止着一带有光滑圆弧曲面的小车,其质量为M.现有一质量为m可视为质点的小球(可视为质点),以某一初速度从圆弧曲面的最低点冲上小车,且恰好能到达曲面的最高点,在此过程中,小球增加的重力势能为5.0J,若M>m,则小车增加的动能可能为()
A.4.0 J B.3.0 J C.2.0 J D.1.0 J
二、单选题
4. 如图所示,质量为m的物块B静止于光滑水平面上,B与弹簧的一端连接,弹簧另—端固定在竖直墙壁,弹簧处于原长.现有一质量也为m的A 物块以水平速度向右运动与B碰撞且粘在一起,则从A开始运动至弹簧被压缩到最短的过程中,下列说法正确的是
A.A、B组成的系统,在整个运动过程中动量守恒
B.组成的系统,在整个运动过程中机械能守恒
C.弹簧的圾大弹性势能为
D .从开始到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧对应的冲量大小为.
5. 一个气球悬浮在空中,当气球下面吊梯上站着的人沿着梯子加速上爬时,下列说法正确的是( )
A.气球匀速下降B.气球匀速上升C.气球加速上升D.气球加速下降
6. 人和气球离地面高为h,恰好悬浮在空中,气球质量为M,人的质量为m,人要从气球下栓着的轻质软绳上安全到达地面(人看成质点),软绳的长度至少为()
A.(m+M)H /M B.M H / (m+M)
C.m H / (m+M)D.(m+M)H /m
三、解答题7. 下列对几种物理现象的解释中,正确的是( )
A .砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻
B .跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲量
C .在推车时推不动是因为推力的冲量为零
D .动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,两个物体将同时停下来
8. 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 甲=2kg 、m 乙=3kg 的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P 之间的动摩擦因数μ=0.5.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg 的滑块P (可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E p =15J ,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态,现剪断细线,求:
(1)滑块P 滑离甲车时的瞬时速度大小;
(2)滑块P 滑上乙车后最终未滑离乙车,滑块P 在乙车上滑行的距离.(取g=10m/s 2
)
9. 如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车B ,其质量为M =4Kg ,右端用细绳T 系在墙上,小车的四分之一圆弧轨道半径为R =1.7m ,在最低点P 处与长为L =2m 的水平轨道相切,可视为质点的质量为m=2Kg 物块A 放在小车B 的最右端,A 与B 的动摩擦因数为μ=0.4,整个轨道处于同一竖直平面内。
现对A 施加向左的水平恒力F =48.5N ,当A 运动到P 点时,撤去F ,同时剪断细绳,物块恰好能到达圆弧的最高点,当其再次返回P 点时,动能为第一次过P 点时的。
取。
求
(1)物块第一次过P 点时的速度;
(2)物块在四分之一圆弧轨道向上运动过程增加的内能;
(3)物块第二次过P 点时B 的速度;
(4)计算说明A 最终能否掉下木板。