优化方案高三物理复习课时作业 冲量、动量、动量定理
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高三物理备考计划一、复习计划根据我校理科学生的特点及社会对教学水平的要求,要搞好复习备考,就要制定出科学、周密、完整、具体和符合学生实际情况的高考物理总复习计划,高三物理总复习的指导思想就是通过物理总复习,把握物理概念及其相互关系,熟练把握物理规律、公式及应用,总结解题方法与技巧,从而提高分析问题和解决问题的能力。
根据物理学科的特点,把物理总复习分为三个阶段:第一阶段:以章、节为单元进行单元复习练习,时间上约从高三上学期到本学期期末考试前,这一阶段主要针对各单元知识点及相关知识点进行分析、归纳、复习的重点在基本概念及其相互关系,基本规律及其应用,因此,在这一阶段里,要求同学们把握基本概念,基本规律和基本解题方法与技巧。
第二阶段:按知识块(力学、热学、电磁学、原子物理、物理实验)进行小综合复习练习,时间上第二年三月到四月,大约需要二个月,这个阶段主要针对物理学中的几个分支(力学、电磁学、热学、原子物理)进行小综合复习,复习的重点是在本知识块内进行基本概念及其相互关系的分析与理解,基本规律在小综合运用。
因此,在这一阶段要求同学们能正确辨析各知识内的基本概念及其相互关系,总结小范围内综合问题的解题方法与技巧,初步培养分析问题和解决问题的能力。
第三阶段:进行综合(将力学、电磁学、热学、原子物理知识板块相互关联)复习练习,时间为第二年五月至六月,这一阶段主要针对物理学科各个知识点间综合复习练习,复习的重点是进行重要概念及相互关系的辨析、重要规律的应用,因此,在这一阶段里,要求同学们进一步总结解题的方法与技巧,培养分析和解决综合、复杂问题的能力。
二、复习方法在制定好复习计划后,就要选定科学的、适合本人具体情况的复习方法,而且要根据不同的复习阶段确定不同的复习方法:第一阶段:以章或相关章节为单元复习时,首先要求同学们自己分析、归纳本单元知识结构网络,并在老师的指导下进一步充实、完整、使之系统化。
其次,要对本单元的基本概念及其相互关系进行辨析,对本单元的典型问题及其分析方法进行有针对性的分析与归纳,并着重总结解题方法与技巧,然后对本章知识点进行针对性练习,但练习题不宜过多,应精选练习题,不能搞题海战术,最后要根据练习中和考试中出现的问题进行有针对性的分析和小结。
【本讲主要内容】冲量与动量、动量定理认识冲量和动量概念,动量定理的理解和应用。
【知识掌握】【知识点精析】1. 动量和冲量(1)动量按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:P =mv特点:①瞬时性:动量是描述运动的状态参量。
对比:状态量速度v 动能E k 动量P 定义P /m 21mv 2 mv 关系√2E k /m P 2/2m k mE 2 决定因素 加速度a (瞬时) 总功W (S ) 合外力冲量I (t )注意:高考题常需利用三个量间的关系求解。
讨论:在光滑水平面上有A 、B 两物体向同一方向运动,发生正碰前A 、B 动量分别为5kg •m /s 、7kg •m /s ,碰撞后A 的动量变为3kg •m /s 。
A 、B 两物体质量关系如何?②相对性:与参照系的选取有关。
③矢量性:与速度的方向相同。
练习:质量为100g 的网球以6m /s 的速度垂直撞击墙面,之后以4m /s 速度反弹。
则网球撞墙前后动量变化有多少?注意:计算动量的变化量应先选取正方向,矢量的正负表示方向。
(2)冲量按定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft (F 为恒力)高中阶段只要求会用I =Ft 计算恒力的冲量,对于变力的冲量,只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
特点:①时间性:冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
注意:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不做功,但一定有冲量。
例:质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?解析:力的作用时间都是gH 2sin 1sin g H 2t 2αα==, 力的大小依次是mg 、mgcosα和mgsinα,冲量依次是: gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα ②绝对性:与参照系的选取无关。
③矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。
第1节动量和动量定理学案基础知识:一、动量、动量的变化量、冲量1.动量(1)定义:运动物体的质量和速度的乘积叫作物体的动量,通常用p来表示。
(2)表达式:p=m v。
(3)单位:kg·m/s。
(4)标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同。
2.动量的变化量(1)因为动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的改变量Δv 的方向相同。
(2)动量的变化量Δp,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量,即Δp=p′-p。
3.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
公式:I=F·Δt。
(2)单位:冲量的单位是牛·秒,符号是N·s。
(3)方向:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向相同。
二、动量定理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.表达式:Ft=Δp=p′-p。
3.矢量性:动量变化量的方向与合外力的方向相同,可以在某一方向上应用动量定理。
考点一动量冲量的理解1.动量与动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式p=m v E k=12m v2标矢性矢量标量变化因素合外力的冲量合外力所做的功大小关系p=2mE k E k=p22m 变化量Δp=FtΔE k=Fl联系(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化2.冲量的计算方法(1)恒力的冲量:直接用定义式I=Ft计算。
(2)变力的冲量①作出Ft图线,图线与t轴所围的面积即为变力的冲量,如图所示。
②对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解。
3.冲量和功的区别(1)冲量和功都是过程量。
冲量是表示力对时间的积累作用,功表示力对位移的积累作用。
(2)冲量是矢量,功是标量。
(3)力作用的冲量不为零时,力做的功可能为零;力做的功不为零时,力作用的冲量一定不为零。
第七章动量守恒定律考点一:动量、动量变化量与冲量、动量定理1. (多选)如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑,不计空气阻力,在它们到达斜面底端的过程中()A.重力的冲量相同B.斜面弹力的冲量不同C.斜面弹力的冲量均为零D.合力的冲量不同答案BD2.(多选)质量为m的物块以初速度v0从光滑斜面底端向上滑行,到达最高位置后再沿斜面下滑到底端,则物块在此运动过程中()A.上滑过程与下滑过程中物块所受重力的冲量相同B.整个过程中物块所受弹力的冲量为零C.整个过程中物块合外力的冲量为零D.若规定沿斜面向下为正方向,则整个过程中物块合外力的冲量大小为2mv0 答案AD3.如图所示,质量为m的物体,在大小确定的水平外力F作用下,以速度v沿水平面匀速运动,当物体运动到A点时撤去外力F,物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点,则物体由A点到B点的过程中,下列说法正确的是()A.v越大,摩擦力对物体的冲量越大,摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力对物体的冲量越大,摩擦力做功与v的大小无关C.v越大,摩擦力对物体的冲量越小,摩擦力做功越少D.v越大,摩擦力对物体的冲量越小,摩擦力做功与v的大小无关答案D4. (多选)几个水球可以挡住一颗子弹?《国家地理频道》的实验结果是:四个水球足够!完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,则可以判断的是()A.子弹在每个水球中的速度变化相同B.子弹在每个水球中运动的时间不同C.每个水球对子弹的冲量不同D.子弹在每个水球中的动能变化相同答案BCD5. (多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。
F随时间t变化的图线如图所示,则() 答案ABA.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零6. (多选)一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图5所示,下列说法正确的是()A.第2 s 末,质点的动量为0B.第4 s 末,质点回到出发点C.在0~2 s 时间内,力F 的功率先增大后减小D.在1~3 s 时间内,力F 的冲量为0 答案 CD7.质量为1 kg 的物体做直线运动,其速度—时间图象如图所示。
动量 冲量 动量定理一、动量和冲量1.动量(状态量)——物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv2.动量的变化:p p p -'=∆由于动量为矢量,则求解动量的变化时,其运算遵循平行四边形定则。
①若初末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。
*②若初末动量不在同一直线上,则运算遵循平行四边形定则。
【练1】一个质量为m =40g 的乒乓球自高处落下,以速度v =1m/s 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v '=0.5m/s 。
求在碰撞过程中,乒乓球动量变化为多少?3.冲量(过程量)——力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft (1)它的方向由力的方向决定。
可能与力同方向,也可能不共线。
(2)高中阶段要求会用I=Ft 计算恒力的冲量(一般用动量定理求冲量的情况更多)。
(3)冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。
(4)求合外力冲量的两种方法①求合外力,再求合外力的冲量 ②先求各个力的冲量,再求矢量和【练2】 质量为m 的小球由高为H 的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?【练3】(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变二、动量定理1.动量定理——物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
既I =Δp⑴动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量是物体所受的合外力的冲量......(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)。
⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。
高三物理一轮复习《动量 冲量 动量定理》复习案【学习目标】1、掌握冲量、动量的概念和计算公式。
2、理解动量和动量变化量及冲量的矢量性3、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。
4、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。
【重点难点】1、单个力的冲量及合力的冲量、动量变化量的计算。
2、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【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容,进行知识梳理归纳,再认真限时完成课前预习部分内容,并将自己的疑问记下来(写上提示语、标记符号)。
【课前预习】一、冲量和动量1、冲量(1)定义:________________________________________________________________。
(2)计算公式:I=____________________________________ 。
(3)单位:______________,国际符号:_____________________。
(4)冲量是矢量,方向与__________的方向相同。
(5)一个物体受多个力作用时,合力的冲量等于各个力冲量的矢量和,即冲量的计算遵循平行四边形定则。
2、动量(1)定义:____________________________________________________________________ 。
(2)计算公式:P=_____________________________________ 。
(3)单位:_______________ ,国际符号:_____________。
(4)动量是是矢量,方向与______________的方向相同。
(5)动量变化量的计算①规定正方向:一般以物体初速度的方向为正方向,若末速度方向与正方向相同为正,相反则为负。
②Δp=m 2v -m 1v二、知识点二:冲量和功的区别1、冲量是力对时间的积累效果,即冲量I=____________,冲量是矢量,有大小,还有_______。
冲量、动量和动量定理一、要点【要点一冲量】1.下列说法中正确的是()A. 一质点受两个力作用且处于平衡状态( 静止或匀速 ), 这两个力在同一段时间内的冲量一定相同B. 一质点受两个力作用处于平衡状态 ( 静止或匀速 ), 这两个力在同一段时间内做的功或者都为零 ,或者大小相等符号相反C. 在同样的时间内, 作用力和反作用力的功大小不一定相等, 但正负号一定相反D. 在同样的时间内, 作用力和反作用力的功大小一定相等, 正负号不一定相反答案 B【要点二动量】2.质量是 1 kg 的钢球 , 以 5 m/s 的速度水平向右运动, 碰到墙壁后以 3 m/s的速度被反向弹回 , 钢球的动量改变多少?若钢球以 2 3 m/s 的速度 , 与水平面成30°角落到粗糙地面相碰后弹起, 弹起速度大小为2 m/s, 方向与水平面成60°角 , 判别钢球的动量改变量的方向.答案8 kg?m/s, 方向水平向左 4 kg?m/s, 与竖直方向成30°角【要点三动量定理】3. 排球运动是一项同学们喜欢的体育运动. 为了了解排球的某些性能, 某同学让排球从距地面高 h1=1.8 m处自由落下 , 测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t=1.3 s, 第一次反弹的高度为h2=1.25 m. 已知排球的质量为m=0.4 kg,g取10 m/s2,不计空气阻力. 求 :(1)排球与地面的作用时间 .(2)排球对地面的平均作用力的大小.答案(1)0.2 s(2)26 N二、题型【题型 1应用动量定理解释现象】例1.一个笔帽竖直放在桌面上的纸条上, 要求把纸条从笔帽下抽出 , 如果缓慢拉出纸条笔帽必倒 , 若快速拉出纸条 , 笔帽可能不倒 . 以下判断正确的是()A.缓慢拉动纸条时 , 笔帽受到的冲量小B.缓慢拉动纸条时 , 纸对笔帽水平作用力小 , 笔帽也可能不倒C.快速拉动纸条时 , 笔帽受到冲量小D.快速拉动纸条时 , 纸条对笔帽水平作用力小答案 C【题型 2动量定理的简单应用】例2.一质量为 m的小球 , 以初速度 0 沿水平方向射出 , 恰好垂直地射到一倾角为 30°的固定斜面上 , 并立即反方向弹回 . 已知反弹速度的大小是入射速度大小的 , 求在碰撞中斜面对小球的冲量大小 .答案m 0【题型 3运动分解思想】例 3.如图所示从离传送带高度h=3.2 m 处图由静止落下一个质量为m=1.2 kg的小球,小球落到传送带后弹起的速度vt=10 m/s,与水平传送带成=53°角 , 已知传送带水平速度v0=6.5 m/s,小球与传送带间的动摩擦因数=0.3, 取 g=10 m/s2. 求 :(1) 小球水平方向动量的变化量px.(2) 传送带对小球的平均弹力.答案(1)7.2 kg?m/s,方向向左(2)60 N三、练习1.如图所示跳水运动员 ( 图中用一小圆圈表示 ), 从某一峭壁上水平跳出 , 跳入湖水中 , 已知运动员的质量m=60 kg, 初速度 0=10 m/s.若经过 1 s 时 , 速度为v=10m/s, 则在此过程中 , 运动员动量的变化量为(g=10m/s2,不计空气阻力)()A.600 kg?m/sB. 600kg?m/sC.600( - 1) kg?m/s D.600( +1) kg?m/s答案 A2.(2009?济南模拟 ) 物体受到合力 F 的作用 , 由静止开始运动 , 力 F 随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是()A.该物体将始终向一个方向运动B.3 s末该物体回到原出发点C.0 ~ 3 s 内 , 力 F 的冲量等于零, 功也等于零D.2 ~ 4 s 内 , 力 F 的冲量不等于零, 功却等于零答案BCD3.如图所示 , 一质量为 m的滑块在固定于竖直平面的半径为R 的光滑轨道内运动 .(1)若滑块从 C 点由静止释放 , 则滑块从 C点到达最低点 B 的过程中所受合力的冲量大小、方向如何 ?(2) 若滑块在圆轨道上运动时能够到达圆周最高点A, 且这时对轨道压力刚好为零, 则滑块从 A 点沿轨道到达最低点 B 的全过程中所受到的合外力的冲量大小、方向又如何?答案(1)m水平向右(2)m( )水平向右4. 一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动, 弹簧床对运动员的弹力 F 随时间 t 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来, 如图所示 , 不计空气阻力, 取重力加速度g=10 m/s2, 试结合图象 , 求:(1) 运动员的质量 .(2)运动员跳起的最大高度 .(3) 在 11.5 s ~ 12.3 s时间内,运动员对弹簧床的平均作用力多大?答案(1)50 kg(2)5 m(3)1 750 N。
《动量定理》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业旨在通过《动量定理》的学习,使学生掌握动量、冲量等基本概念,理解动量定理的内容及其应用,并能够运用动量定理解决简单的物理问题。
通过作业的完成,加深学生对动量定理的理解,提高其物理分析和计算能力。
二、作业内容1. 概念理解- 动量、冲量的定义及其物理意义。
- 明确动量定理的表述及公式。
2. 基础练习- 完成动量定理的基础计算题,包括物体受恒力作用下的动量变化等。
- 分析简单的碰撞问题,理解动量定理在碰撞中的应用。
3. 拓展应用- 解决涉及弹簧、摩擦力等因素的动量变化问题。
- 通过实际问题,让学生分析如何利用动量定理解释日常现象,如汽车的刹车过程等。
三、作业要求1. 学生需在完成作业前预习《动量定理》相关内容,掌握基本概念。
2. 作业中的计算题需要详细的解题步骤和明确的答案。
3. 拓展应用部分鼓励学生进行探究性学习,通过小组合作或个人研究的方式进行。
4. 作业需在规定时间内完成,并按时提交。
四、作业评价1. 教师将根据学生的作业完成情况,对概念理解、计算能力及解题思路进行评价。
2. 对于基础练习部分,评价将侧重于准确性和解题规范性。
3. 对于拓展应用部分,评价将关注学生的探究能力和创新思维。
4. 教师将给予学生及时的反馈和指导,帮助学生改进学习方法,提高学习效果。
五、作业反馈1. 教师将对学生的作业进行批改,指出错误并给出正确答案及解题思路。
2. 对于共性问题,将在课堂上进行讲解,帮助学生彻底理解动量定理及其应用。
3. 鼓励学生之间互相交流学习心得和解题方法,提高学习效率。
4. 定期收集学生的作业反馈,了解学生的学习需求和困难,以便及时调整教学计划和作业设计。
通过以上内容为《动量定理》作业设计方案(第一课时)的详细内容。
本作业设计旨在通过多种形式的练习,使学生全面掌握动量定理的基本概念和应用,提高其物理分析和计算能力。
同时,通过拓展应用部分,培养学生的探究能力和创新思维,提高其解决实际问题的能力。
2019级高三物理一轮复习学案(40)动量 冲量 动量定理【目标导航】1、理解动量和冲量的概念2、掌握动量定理及其应用【路径导学】一、动量1.定义:物体的 和 的乘积.2.表达式:p = .单位:千克米每秒(kg·m/s).3.动量的三性:(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)相对性4.动量与动能的大小关系:p = .5.动量的变化Δp = .二、冲量1.定义:力与力的 的乘积.2.表达式:I =Ft .单位:牛·秒(N·s)3.矢量性:冲量是矢量,它的方向由 的方向决定.4.物理意义:表示力对的积累,是一个过程量。
5.作用效果:使物体的发生变化. 6.冲量的计算(1)恒力的冲量:直接用定义式Ft I =计算(2)变力的冲量①平均力法:t F F I )(2121+= ②图像法 ③动量定理 三、动量定理1.内容:物体所受合力的 等于物体的 的变化.2.表达式:Ft =Δp =p ′-p .3.矢量性:动量变化量的方向与 方向相同,还可以在某一方向上应用动量定理.4.动量定理的应用(1)解释生活中的现象。
依据动量定理F 合t =P /- P ,在动量变化一定的情况下,作用时间越短,则作用力越大;反之,作用时间越长,则作用力越小。
(2)应用于单个物体(3)应用于物体系5.特别提醒(1)因为速度与参考系的选择有关,所以动量也跟参考系的选择有关,通常情况下,物体的动量是相对地面而言的.(2)物体动量的变化率ΔP/Δt 等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达方式.6.动量定理的解题步骤(1)、明确研究对象和研究过程。
(2)、进行受力分析。
(3)、规定正方向。
(4)、写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。
(5)、根据动量定理列式求解。
【课中案】【例1】行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的()A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积【问题导引】气囊弹出并瞬间充气,哪些物理量不变?哪些物理量变化?如何变化?【例2】一质量为0.5 kg的物块静止在水平地面上,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。
1.(2009年江苏启东模拟)从地面上方同一点分别向东和向西沿水平方向抛出两个质量相等的小物体,抛出的初速度大小分别为v 和2v .不计空气阻力,则两个小物体( )
A .从抛出到落地动量的增量相同
B .从抛出到落地重力做的功相同
C .落地时的速度相同
D .落地时重力做功的瞬时功率相同
答案:ABD
2.甲、乙两物体分别在恒力F 1、F 2的作用下沿同一直线运
动,它们的动量随时间变化的关系如图6-1-6所示,设甲在t 1
时间内所受的冲量为I 1,乙在t 2时间内所受的冲量为I 2,则F 、I
的大小关系是( )
A .F 1>F 2,I 1=I 2
B .F 1<F 2,I 1<I 2
C .F 1>F 2,I 1>I 2
D .F 1=F 2,I 1=I 2
解析:选A.甲在t 1时间内和乙在t 2时间内的动量变化大小相等,Δp 1=Δp 2,由动量定理得I 1=Δp 1,I 2=Δp 2
所以I 1=I 2(大小),又I 1=F 1t 1,I 2=F 2t 2,
F 1=I 1t 1,F 2=I 2t 2
,而t 1<t 2,所以F 1>F 2, 故A 选项正确.
3.如图6-1-7描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线.若不计空气阻力,取竖直向上为正方向,那么正确的是(
)
图6-1-7
答案:CD
图6-1-6
4.如图6-1-8所示,铁块压着一纸条放在水平桌面上,
当以速度v 抽出纸条后,铁块掉在地上的P 点,若以2v 的速
度抽出纸条,则铁块落地点为( )
A .仍在P 点
B .P 点左边
C .P 点右边不远处
D .P 点右边原水平位移的两倍处
解析:选B.两次抽动,二者间均为滑动摩擦力,第一次以速度v 抽出,第二次以2v 抽出,因此第一次所用的时间较第二次要长,所以第一次的摩擦力的冲量较第二次要大,这样,第一次铁块的动量变化较第二次大,即第一次铁块的速度变化比第二次大,第二次铁块获得的速度要小,故第二次铁块落在P 点的左边.
5.如图6-1-9所示,ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑
细杆,a 、b 、c 、d 位于同一圆周上,a 点为圆周的最高点,d 点为圆
周的最低点.每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出),
三个滑环分别从a 、b 、c 处释放(初速度为零),关于它们下滑的过程,
下列说法中正确的是( )
A .重力对它们的冲量相同
B .弹力对它们的冲量相同
C .合外力对它们的冲量相同
D .它们的动能增量相同
解析:选A.由运动学知识可知三个滑环的运动时间相等,故A 正确.由于三种情形下弹力的方向不同,故B 错.由机械能守恒定律知D 错.而合外力冲量大小为m v ,由于v 大小不等,故C 错.
6.(2010年广州模拟)如图6-1-10所示为作用在某物体
上的合外力随时间变化的图象,若物体开始时是静止的,则前
3 s 内( )
A .物体的位移为0
B .物体的动量改变量为0
C .物体的动能改变量为0
D .物体的机械能改变量为0
解析:选BC.第一秒内:F =20 N ,第二、三秒内:F =-10 N ,物体先加速,后减速,在第三秒末速度为零,物体的位移不为零,A 错误;根据动量定理I =Δp ,前三秒内,动量的改变量为零,B 正确;由于初速度和末速度都为零,因此,动能改变量也为零,C 正确;但物图6-1-8 图6-1-9 图6-1-10
体的重力势能是否改变不能判断,因此,物体的机械能是否改变不能确定,D 错误.
7.(2009年河北石家庄二模)物体在运动过程中只受到力F 的作用,F 随时间变化的图象如图6-1-11所示,已知在t =1 s 时刻,物体的速度为零.则下列论述错误的是(
)
图6-1-11
A .0~3 s 内,力F 所做的功等于零,冲量也等于零
B .0~4 s 内,力F 所做的功等于零,冲量也等于零
C .第1 s 内和第2 s 内的速度方向相同,加速度方向相反
D .第3 s 内和第4 s 内的速度方向相同,加速度方向相同
解析:选B.物体在0~1 s 、2~4 s 内的加速度a1为1~
2 s 内的加速度a2的一半,即a1= a2,因此物体运动的v-t
图象如图所示,设其初速度为v ,由动能定理,0~3 s 内做
的功W=0,其冲量I=-F ·t+2Ft-Ft=0,A 表述正确;0~4 s
内F 做的功W=0- mv2≠0,冲量I=-Ft+2Ft-F ×2t=-Ft ≠0,
B 表述错误;第1秒内、第2秒内速度方向相同,加速度
方向相反;第3秒内、第4秒内速度和加速度方向均相同,C 、D 表述均正确.
8.物体A 和B 用轻绳相连接,挂在轻质弹簧下静止不动,
如图6-1-12甲所示.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,经某一位置时的速度大小为
v .这时,物体B 的下落速度大小为u ,如图6-1-12乙所示.在
这段时间里,弹簧的弹力对物体A 的冲量为( )
A .m v
B .m v -Mu
C .m v +Mu
D .m v +mu
解析:选D.由题意可知,虽然整个过程所用的时间可以直
接求出,但弹簧的弹力是一变力,要求它的冲量只能用动量定
理来计算.以物体A 为研究对象,取竖直向上为正方向,
根据动量定理有:(F -mg )t =m v ①
在t 时间内,物体B 做自由落体运动,则:t =u g ② 图6-1-12
由①②两式得弹力的冲量Ft =m v +mu .
所以正确的选项为D.
9.(2010年苏州调研)如图6-1-13所示,一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上,右端与竖直墙壁接触.现打开尾端阀门,气体往外喷出,设喷口面积为S ,气体密度为ρ,气体往外喷出的速度为v ,则气体刚喷出时贮气瓶顶端对竖直墙的作用力大小是(
)
图6-1-13
A .ρv S B.ρv 2S
C.12
ρv 2S D .ρv 2S 解析:选D.本题考查反冲运动,可由动量定理解决.以t 时间内喷出去的气体为研究对象,由Ft =ρS v t v =ρSt v 2,则F =ρS v 2,由于气瓶处于平衡状态,墙壁与气瓶间作用力与气体反冲作用力相等,故D 正确.
10.如图6-1-14所示,A 、B 两小物块用平行于斜面
的轻细线相连,均静止于斜面上.用平行于斜面向上的恒力
拉A ,使A 、B 同时由静止以加速度a 沿斜面向上运动.经
时间t 1,细线突然被拉断.再经时间t 2,B 上滑到最高点.已
知A 、B 的质量分别为m 1、m 2,细线断后拉A 的恒力不变,
求B 到达最高点时A 的速度.
解析:对系统运动的全过程,由动量定理有:
(m 1+m 2)a (t 1+t 2)=m 1v A
解出v A =(m 1+m 2)(t 1+t 2)a m 1
. 答案:(m 1+m 2)(t 1+t 2)a m 1
11.人们常说“滴水穿石”,请你根据下面所提供的信息,估算水对石头的冲击力的大小.一瀑布落差为h =20 m ,水流量为Q =0.10 m 3/s ,水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零.(落在石头上的水立即流走,在讨论石头对水作用时可以不考虑水的重力,g 取10 m/s 2)
解析:设水下落与石头碰撞前的速度为v ,
则有mgh =12m v 2设时间Δt 内有质量为Δm 的水冲到石头上,由动量定理得:-F Δt =0-图6-1-14
Δm v
又因:Δm =ρQ Δt 联立解得:F =ρQ 2gh =2×103 N
由牛顿第三定律,
可知水对石头的作用力F ′=F =2×103 N ,方向竖直向下.
答案:2×103 N
12.如图6-1-15所示,质量为m =2 kg 的物体,在水平力F =
16 N 的作用下,由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间
的动摩擦因数μ=0.2.若F 作用t 1=2 s 后撤去,撤去F 后又经t 2=2 s
物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间t 3=0.1 s ,碰撞后反向
弹回的速度v ′=6 m/s ,求墙壁对物体的平均作用力.(g 取10 m/s 2)
解析:题目中有三个过程,分别是有F 作用,F 撤去后,碰撞.取从物体开始运动到碰后
反向弹回的全过程用动量定理,并取F 方向为正方向.则由动量定理有:Ft 1-μmg (t 1+t 2)-F
-t 3=-m v ′,代入数据整理解得:F -=280 N.
答案:280 N 图6-1-15。