高考物理复习:动量和动量定理
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[基础落实练]1.对于一定质量的某物体而言,关于其动能和动量的关系,下列说法正确的是() A.物体的动能改变,其动量不一定改变B.物体动量改变,则其动能一定改变C.物体的速度不变,则其动量不变,动能也不变D.动量是标量,动能是矢量解析:物体的动能改变,则物体的速度大小一定改变,则其动量一定改变,A错误;动量表达式为p=m v,动量改变可能只是速度方向改变,其动能不一定改变,B错误;物体的速度不变,则其动量不变,动能也不变,C正确;动量是矢量,动能是标量,D错误。
答案:C2.一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动,以动量大小p为纵轴建立直角坐标系,横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x,则以下图像可能正确的是()解析:物体做初速度为零的匀加速直线运动,则速度v=at,根据动量的计算公式有p =m v=mat,可知动量与速度和时间都成正比关系,故A、B错误;根据匀变速直线运动规律有v2=2ax,根据动量的计算公式有p=m v=m2ax,根据数学知识可知C图正确,故C 正确,D错误。
答案:C3.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的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,下列说法正确的是()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解析:汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触。
司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理Δp=FΔt知,司机所受作用力减小;又知安全气囊打开后,司机与物体的接触面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能和气囊的弹性势能。
综上可知,选项D正确。
答案:D4.(2024·四川绵阳诊断)质点所受的合力F方向始终在同一直线上,大小随时间变化的情况如图所示,已知t=0时刻质点的速度为零。
高中物理力学知识汇总:动量、冲量、动量定理、动量守恒定律【知识要点复习】1、动量是矢量,其方向与速度方向相同,大小等于物体质量和速度的乘积,即P=mv。
2、冲量也是矢量,它是力在时间上的积累。
冲量的方向和作用力的方向相同,大小等于作用力的大小和力作用时间的乘积。
在计算冲量时,不需要考虑被作用的物体是否运动,作用力是何种性质的力,也不要考虑作用力是否做功。
在应用公式I=Ft进行计算时,F应是恒力,对于变力,则要取力在时间上的平均值,若力是随时间线性变化的,则平均值为3、动量定理:动量定理是描述力的时间积累效果的,其表示式为I=ΔP=mv-mv0式中I表示物体受到所有作用力的冲量的矢量和,或等于合外力的冲量;ΔP是动量的增量,在力F作用这段时间内末动量和初动量的矢量差,方向与冲量的方向一致。
动量定理可以由牛顿运动定律与运动学公式推导出来,但它比牛顿运动定律适用范围更广泛,更容易解决一些问题。
4、动量守恒定律(1)内容:对于由多个相互作用的质点组成的系统,若系统不受外力或所受外力的矢量和在某力学过程中始终为零,则系统的总动量守恒,公式:(2)内力与外力:系统内各质点的相互作用力为内力,内力只能改变系统内个别质点的动量,与此同时其余部分的动量变化与它的变化等值反向,系统的总动量不会改变。
外力是系统外的物体对系统内质点的作用力,外力可以改变系统总的动量。
(3)动量守恒定律成立的条件a、不受外力b、所受合外力为零c、合外力不为零,但F内>>F外,例如爆炸、碰撞等。
d、合外力不为零,但在某一方向合外力为零,则这一方向动量守恒。
(4)应用动量守恒应注意的几个问题:a、所有系统中的质点,它们的速度应对同一参考系,应用动量守恒定律建立方程式时它们的速度应是同一时刻的。
b、无论机械运动、电磁运动以及微观粒子运动、只要满足条件,定律均适用。
(5)动量守恒定律的应用步骤。
第一,明确研究对象。
第二,明确所研究的物理过程,分析该过程中研究对象是否满足动量守恒的条件。
知识巩固练1.玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击过程中() A.动能变化较大 B.动量变化较大C.受到的冲量较大D.动量变化较快【答案】D2.(2023年佛山模拟)据历史文献和出土文物证明,踢毽子起源于中国汉代,盛行于南北朝、隋唐.毽子由羽毛、金属片和胶垫组成.如图是同学练习踢毽子,毽子离开脚后,恰好沿竖直方向运动,假设运动过程中毽子所受的空气阻力大小不变,则下列说法正确的是()A.脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力,所以才能把毽子踢起来B.毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度gC.毽子上升过程的动能减少量大于下落过程的动能增加量D.毽子上升过程中重力冲量大于下落过程中的重力冲量【答案】C【解析】脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力是一对作用力和反作用力,等大反向,故A 错误;因为空气阻力存在,毽子在空中上升段阻力向下,加速度大于重力加速度g,而下降阶段阻力向上,加速度小于重力加速度g,故B错误;根据动能定理,毽子上升过程的动能减少量ΔE k=(mg+f)h,下落过程的动能增加量ΔE k1=(mg-f)h,则ΔE k>ΔE k1,故C正确;毽子上升过程中加速度大小大于下降过程中加速度大小,上升过程中时间小于下降过程中时间,毽子上升过程中重力冲量小于下落过程中的重力冲量,故D错误.3.(多选)将质量为m的物体A以速率v0水平抛出,经过时间t后,物体下落了一段距离,速率仍为v0,方向却与初速度相反,如图所示.在这一运动过程中,下列说法中正确的是()A.风对物体做功为零B.风对物体做负功C.物体机械能减少mg2t22D.风对物体的冲量大小大于2mv0【答案】BD【解析】物体被抛出后,重力对其做正功,但是其动能没有增加,说明风对物体做负功,A 错误,B正确;由于不知道风的方向,所以无法计算物体下落的高度,也就无法计算重力和风对物体所做的功,C错误;重力的冲量竖直向下,大小为mgt,合力的冲量为2mv0,根据矢量的合成可知,风对物体的冲量大小大于2mv0,D正确.综合提升练4.一质量为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变化的图像如图,则()A.0~2 s内合外力F的冲量为4 N·sB.t=2 s时物块的动量大小为2 kg·m/sC.0~4 s内合外力F的冲量为0D.t=4 s时物块的速度为零【答案】A【解析】根据冲量的定义有I=Ft,结合图像可知,图线与时间轴所围面积表示合外力的冲量,上侧的面积表示冲量方向为正,下侧的面积表示冲量方向为负,则0~2 s内合外力F的冲量I1=2×2 N·s=4 N·s,0~4 s内合外力F的冲量I2=(2×2-1×2) N·s=2 N·s,A正确,C错误;0~2 s内根据动量定理有I1=mv1-0,解得p1=mv1=4 kg·m/s,0~4 s内根据动量定理有I2=mv2-0,解得v2=1 m/s,B、D错误.5.(2023年中山模拟)质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳,经时间t身体伸直并刚好离开水平地面,此时运动员的速度大小为v,不计空气阻力,重力加速度大小为g.则()A.运动员在加速上升过程中处于失重状态B.该过程中,地面对运动员的冲量大小为mv-mgtC.该过程中,地面对运动员做功为0D.该过程中,运动员的动量变化量大小为mgt+mv【答案】C【解析】对运动员受力分析,在加速上升过程中加速度向上,处于超重状态,A错误;由动量定理有I-mgt=mv,得地面对运动员的冲量大小为I=mgt+mv,B错误;地面对运动员的力的作用点的位移为零,得地面对运动员做功为零,C正确;运动员的动量变化量大小为mv,D错误.6.如图甲所示,粗糙固定斜面与水平面的夹角为37°,质量为1.2 kg的小物块(可视为质点),在沿斜面向上的恒定推力F作用下从A点由静止开始向上运动,作用一段时间后撤去推力F,小物块能达到的最高位置为C点,小物块从A到C的v-t图像如图乙所示(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:(1)撤去F后小物块运动的加速度;(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;(3)0~1.2 s内推力F的冲量.解:(1)由图像可以知道撤去F后物块运动的加速度大小为a2=Δv2t2=10 m/s2.(2)在匀减速直线运动过程中由牛顿第二定律知mg sin 37°+μmg cos 37°=ma2,解得μ=0.5.(3)匀加速直线运动过程的加速度大小为a1=Δv1t1=103m/s2,沿斜面方向根据牛顿第二定律可得F-mg sin 37°-μmg cos 37°=ma1,得F=16 N. I=Ft,其中t=0.9 s,解得I=14.4 N·s.。
期末复习——动量 动量守恒定律知识要点: 一、动量 冲量1.动量:物理学中把运动的物体的质量m 和速度v 的乘积mv 叫做动量.P =mv 国际单位 kg ·m ·s -1.动量是矢量,它的方向同速度的方向相同.2.冲量:物理学中把力F 和力的作用时间t 的乘积Ft ,叫做力的冲量.I =Ft 国际单位N ·s.冲量也是矢量,它的单位由力的方向决定.3.动量是描述物体运动状态的物理量,具有瞬时性.冲量是描述力在某段时间内的积累效应,是过程量.动量和冲量无关.例1. 有质量相同的A 、B 、C 、D 四个球在同一高度以相同速率抛出,A 球水平抛出,B 球斜向上抛出,C 球竖直向上抛出,D 球竖直向下抛出。
那么落地时动量相同的球是 ,在运动过程中,动量增量的大小关系是 ;落地时动能相同的 ,在运动过程中,动能增量相同的球是 ,在运动过程中,重力冲量大小关系 ,重力所做功大小关系 。
二、动量定理1.内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.I =Δp 或Ft=mv ′-mv2.上式为矢量式,利用动量定理分析问题时,一定要注意冲量、动量和动量变化量的方向.3.动量定理的研究对象可以是单个物体也可是多个物体组成的系统,对于系统,只考虑系统受到的外力,不考虑系统的内力.4.物体所受合外力的冲量与物体动量变化大小相等、方向相同,与物体的动量无关. 5.动量定理可由牛顿第二定律和运动学公式联立推导出来,它可以代替牛顿第二定律.F 合=ma =m (v t -v 0)/t 整理得:F 合t =mv t -mv 0=Δp例2.如右图所示,把重物G 压在纸带上,用一水平力缓缓地拉动纸带,重物跟着纸带一起运动,若迅速拉动纸带,重物将会从重物下抽出,解释这种现象的正确的是( ) A .在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大 B .在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力小 C .在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 D .在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量小例3.一质量为100g 的小球从0.80m 高处自由下落到一厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s ,则这段时间内软垫对小球的平均冲力(取g=10m/s 2)例4.将质量为0.5kg 的杯子放在磅秤上,水龙头以每秒0.7kg 水的流量注入杯中,流至10s 时,磅秤求数为78.5N 。
高考物理2025年动量定理知识点与难点解析在高考物理中,动量定理一直是一个重要且具有一定难度的知识点。
对于备战 2025 年高考的同学们来说,深入理解和掌握动量定理及其相关难点,对于提高物理成绩至关重要。
一、动量定理的基本概念动量定理描述了物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量。
动量(p)的定义是物体的质量(m)与速度(v)的乘积,即 p = mv。
而冲量(I)则是力(F)在时间(t)上的积累,用公式表示为I =Ft。
简单来说,当一个物体受到外力作用时,经过一段时间,其动量会发生改变,改变的量就等于外力在这段时间内的冲量。
二、动量定理的表达式动量定理的表达式为:Ft =Δp,其中 F 是合外力,t 是作用时间,Δp 是动量的变化量。
这个表达式的含义是:合外力在一段时间内的作用效果,等于这段时间内物体动量的变化。
例如,一个质量为 2kg 的物体,原来速度为 3m/s,受到一个恒力作用 2s 后,速度变为 5m/s。
则物体所受合外力的冲量为:F × 2 = 2 × 5 2 × 3F = 2N三、动量定理的适用条件动量定理适用于任何情况,无论是恒力还是变力,也不管物体的运动轨迹是直线还是曲线。
对于恒力作用的情况,我们可以直接使用上述表达式进行计算。
但对于变力作用的情况,需要通过积分的方法来计算冲量。
四、动量定理与牛顿第二定律的关系牛顿第二定律 F = ma 可以通过运动学公式 a =(v u) / t 进行变形,得到 F = m(v u) / t ,进一步整理可得 Ft = mv mu ,这正是动量定理的表达式。
可以说,动量定理是牛顿第二定律在时间上的积累效果的体现。
五、动量定理的难点解析1、变力作用下的冲量计算在很多实际问题中,物体所受的力是随时间变化的,这时候计算冲量就比较复杂。
例如,一个小球与地面碰撞时,地面对小球的支持力是随时间变化的。
对于这种情况,我们通常需要利用图像(如 F t 图像)来计算冲量,图像与时间轴所围的面积就等于冲量。
高考物理知识点:动量1500字动量是物理学中的重要概念,在高考物理中也是一项必学的知识点。
动量描述了物体运动的性质,是质量和速度的乘积,表示了物体运动的惯性和力的作用效果。
下面将详细介绍动量的基本概念、动量守恒定律、应用等内容,帮助大家更好地理解和掌握动量。
一、动量的基本概念:1. 动量的定义:动量(p)是物体运动的性质,是质量(m)和速度(v)的乘积,表示为p=mv。
2. 动量的量纲:国际单位制中,动量的量纲是kg·m/s。
3. 动量的方向:动量的方向与速度方向一致,是一个矢量量。
二、动量守恒定律:1. 动量守恒定律的表述:在孤立系统中,总动量不变,即系统内外力的合力为零时,系统的总动量保持不变。
2. 动量守恒定律的数学表达:ΣP = 0,即Σ(mv) = 0。
3. 动量守恒定律的应用条件:孤立系统或外力合力为零的系统。
三、动量与力的关系:1. 力的定义:力(F)是导致物体运动状态发生变化或形态发生变化的原因,是物体受到的外界作用所产生的效果。
2. 动量与力的关系:根据牛顿第二定律,力等于动量变化率的大小和方向,即F=dp/dt。
3. 弹力和冲量:弹力是单位时间内物体受到的力,也等于冲量的大小,冲量则是物体受到的力作用时间的乘积,即J=∫Fdt。
四、动量定理:1. 动量定理的表述:一个物体所受合外力的冲量等于该物体的动量变化。
2. 动量定理的数学表达:J = Δp。
3. 动量定理的应用条件:物体在力的作用下产生速度变化的过程。
五、动量守恒和碰撞:1. 完全弹性碰撞:在碰撞中,碰撞物体的总动量守恒且总动能守恒。
2. 完全非弹性碰撞:在碰撞中,碰撞物体的总动量守恒但总动能不守恒。
3. 部分弹性碰撞:在碰撞中,碰撞物体的总动量守恒但总动能损失。
六、动量在工程中的应用:1. 均匀变速机关:根据动量守恒定律,可以求解均匀变速机关的作用时间和作用力大小。
2. 动量交换机构:利用动量守恒定律,可以分析动量交换机构(如喷气发动机、火箭推进器等)的工作原理和性能。
高考物理复习:动量和动量定理1.质量为0.2kg 的小球竖直向下以6m/s 的速度落至水平地面,再以4m/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0.2s ,则小球受到地面的平均作用力大小为 N (g =10m/s 2)。
解析:取竖直向上为正方向则初动量为负末动量为正,动量变化为2)2.06(2.04=⨯--⨯=-'=∆p p p kgm/s12102.02.02=⨯+=+∆=mg t p F N 2.动能相等的两物体A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向而行,它们的速度大小之比v A ∶v B =2: 1,则动量大小之比P A ∶P B = ;两者碰后粘在一起运动,其总动量与A 原来动量大小之比P ∶P A = 。
【答案】1∶2; 1∶1 【解析】动能221mv E k =,由v A ∶v B =2: 1,可知两者质量之比1∶4,所以动量的关系为:1∶2;两者碰撞遵循动量守恒,其总动量与A 的动量等大反向,所以碰后的总动量与A 原来的动量之比为1∶1。
3.光滑水平桌面上有P 、Q 两个物块,Q 的质量是P 的n 倍。
将一轻弹簧置于P 、Q 之间,用外力缓慢压P 、Q 。
撤去外力后,P 、Q 开始运动,P 和Q 的动量大小的比值为 ( D ) A .2n B .n C .1nD .1 解析:由动量守恒定律得Q P Mv mv -=0,所以P 和Q 的动量大小的比值为1:1,D 正确。
4.高空作业须系安全带。
如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)。
.此后经历时间t 安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上。
则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 ( A )A mg +B mg -C mgD mg -解析:人下落h 高度为自由落体运动,由运动学公式22v gh =,可知v =上为正)由动量定理得()0()F mg t mv -=--,解得:F mg =,故选A 。
5.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。
从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是 ( A )F NG答图2A.绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小B.绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小C.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大D.人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力解析:绳子从伸直到第一次下降至最低点的过程中,拉力逐渐增大,由牛顿第二定律mg T ma-=可得,人先做加速度减小的加速运动,当mg T=时加速度减小到0,人的速度最大,即动量最大,动能也最大。
此后人继续向下运动(T mg>),人做加速度增大的减速运动,动量一直减小到零,全程拉力向上,其冲量一直向上,选项A正确、选项C和D错误。
B、拉力与运动方向相反,一直做负功,但动能先增大后减小,选项B错误。
故选A。
6.高空坠物极易对行人造成伤害。
若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的撞击时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(C)A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N解析:本题是一道估算题,要知道一层楼的高度大约3m,根据动能定理:221mvmgh=①得m/s10122431022=⨯⨯⨯==ghv设向下为正,由受力分析,落地时鸡蛋受到重力和地面对鸡蛋的冲击力,由动量定理可得:mvNtmgt-=-0②联立方程解得N=103N由牛顿第三定律可知该鸡蛋对地面产生的冲击力约为N=103N,选项C正确。
7.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。
某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h = 10 m,C是半径R = 20 m圆弧的最低点。
质量m = 60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a = 4.5 m/s2,到达B点时速度v B = 30 m/s。
取重力加速度210m/sg=。
(1)求长直助滑道AB的长度L;(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小;(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力F N的大小。
解:(1)根据匀变速直线运动公式,有22100m2B ALa-==v v(2)根据动量定理,有1800N sB AI m m=-=⋅v v(3)运动员经C点时的受力分析如答图2根据动能定理,运动员在BC 段运动的过程中,有:221122C B mgh m m =-v v根据牛顿第二定律,有 2N C F mg m R-=v 得 F N = 3900N8.我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m 接力三连冠。
观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。
在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则 A .甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B .甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C .甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D .甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功 【答案】B【解析】本题主要考察能量(做功正负判断)、动量(动量定理、动量守恒)相关知识。
设甲乙两运动员的质量分别为m 甲、m 乙,追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是v 甲,v 乙, 根据题意整个交接棒过程可以分为两部分:① 完全非弹性碰撞过程→“交棒”;m 甲v 甲+m 乙v 乙=(m 甲+m 乙)v 共 ② 向前推出(人船模型)→“接棒” (m 甲+m 乙)v 共= m 甲v'甲+m 乙v'乙 由上面两个方程联立可以解得:m 甲Δv 甲= ﹣m 乙Δv 乙,即B 选项正确。
经历了中间的完全非弹性碰撞过程 会有能量损失,C 、D 选项错误。
9.一质量为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A .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 答:AB解析:由动量定理可得:Ft=mv ,解得m Ft v =,t =1 s 时物块的速率为m/s 1212=⨯==m Ft v ,故A正确;在F-t 图中面积表示冲量,所以t =2 s 时物块的动量大小为m/s 4kg m/s 2kg 2⋅=⋅⨯==Ft p , t =3 s 时物块的动量大小为m/s 3kg m/s kg 11-22⋅=⋅⨯⨯=')(p ,t =4 s 时物块的动量大小为m/s 2kg m/s kg 21-22⋅=⋅⨯⨯='')(p ,所以t =4 s 时物块的速度为1m/s ,故B 正确,C 、D 错误。
0 t /sF /N1 2 3 4 1 2-110.质量为m =4kg 的小物块静止于水平地面上的A 点,现用F =10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B 点,A 、B 两点相距x =20m ,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10m/s 2,求:⑴物块在力F 作用过程发生位移x l 的大小: ⑵撤去力F 后物块继续滑动的时间t 。
解析:(1)设物块受到的滑动摩擦力为F 1,则F 1=μmg ① 根据动能定理,对物块由A 到B 整个过程,有 F x 1 -F 1 x =0 ② 代入数据,解得x 1=16m ③(2)设刚撤去力F 时物块的速度为v ,此后物块的加速度为a ,滑动的位移为x 2,则 x 2 = x - x 1 ④ 由牛顿第二定律得 mF a 1=⑤ 由匀变速直线运动公式得 v 2=2ax 2 ⑥ 以物块运动方向为正方向,由动量定理,得 -F 1t =0-mv ⑦ 代入数据,解得 t =2s ⑧11.某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图,皮带在电动机的带动下保持v =1m/s 的恒定速度向右运动,现将一质量为m =2kg 的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5,设皮带足够长,取g =10m/s 2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求 (1)邮件滑动的时间t ; (2)邮件对地的位移大小x ;(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W. 答案:(1)0.2s ; (2)0.1m ; (3)-2J ;解析:(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F ,则有: mg F μ= ① 取向右为正方向,对邮件应用动量定理,有:0-=mv Ft ② 由①②式解得: s 2.0=t ③ (2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中,对邮件应用动能定理,有:0212-=mv Fx④ 由①④式并代入数据解得:m 1.0=x ⑤(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中,设皮带相对地面的位移为s ,则有:vt s = ⑥ 摩擦力对皮带做的功为:Fs W -= ⑦ 由①③⑥⑦式代入相关数据解得:J 2-=W ⑧12.一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图所示。
物块以v 0=9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ,碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止。
g 取10 m/s 2。
(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05 s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W 。
【答案】(1)0.32; (2)130 N ; (3)9 J解析:(1)由A 到B 做匀减速运动,2202B AB v v ax -=,由牛顿第二定律mg ma μ-=,联立得μ=0.32(或根据动能定理2201122B AB mv mv mgx μ-=-,得μ=0.32 ) (2)根据动量定理,取水平向左为正方向,有B B mv v m t F -'=⋅∆,代入数据,得130N F =(3)根据动能定理,2210B v m W '-=-, 所以9J W =. 13.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行,在P 变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P 点的速度都相同B.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P 点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B【解析】从轨道1变轨到轨道2,需要加速。