高考物理专题复习 6动量考纲要求与例题课件.ppt

动量考纲要求与例题 高三物理知识块系列复习 知识要求 类 航天技术发展和宇宙航行 类 动量 冲量 动量定理 动量守恒定律 技能要求 一 应用动量定理的解题步骤1 选择研究对象 一般是单个物体 2 对研究对象的受力分析 3 选择初 终两个状态4 立式求解 一定要明确正方向 二 应用动量守恒定律解题的步骤1 选择研究对象 一般是多个物体 2 研究对象哪一方向的动量守恒3 选择初 终两个状态4 立式求解 一定要明确正方向 动量守恒的条件 系统不受外力 系统所受合外力等于零 系统在某一方向上所受合外力等于零 系统在此方向上动量守恒 系统所受的外力远小于内力 例题一 设雨滴以3m s的终极速度竖直打在水平地面上 着地后反弹高度为5 已知每个雨滴的质量为m 0 1g 每立方米体积中有雨滴n 105个 不计水的粘滞阻力 求 1 在着地的过程中每个雨滴受到的冲量 2 雨滴对水平地面的压强 3 试说明雨滴对地面的压强与哪些因素有关 例题分析与解答 1 研究一个雨滴 着地时为初态 v1 3m s 反弹离地时为终态 v2 1m s p mv2 mv1 以向上为正方向 p 4m 4 10 4 m s i p 4 10 4ns 方向向上 2 研究紧靠地面的一个立方米内的雨滴 这些雨滴的动量的变化量为 p总 n p 40ns 这些雨滴全部与地面发生相互作用需要的时间是t 1 3秒 这些雨滴的总质量是m 10 设地面对雨滴的作用力为f 则 f mg t p总 f 220n 地面的受力面积为1 所以雨滴对地面的压强为p 220pa 3 雨滴的质量越大 雨滴的终极速度越大 反弹高度越大 单位体积中雨滴的数目越多 则雨滴对地面的压强越大 例题二 由高压水枪中竖直向上喷出的水柱 将一个质量为m的小铁盒开口向下倒顶在空中 如图所示 已知水 密度为 以恒定速率v0从横截面积为s的水枪中持续喷出 向上运动并冲击小铁盒后 以不变的速率竖直返回 求稳定状态下小铁盒距水枪口的高度 例题分析与解答 先研究m mg f冲 再在出水口取一段长为l v0 t的圆柱形水作为研究对象 这段水柱的质量为m ls sv0 t 这些水上升了高度h以后与小铁盒碰撞 以向上为正方向 则f冲 t m vt vt 2mvt 即f冲 t 2 sv0 tvt vt mg 2 sv0 水柱上升过程中机械能守恒mv02 2 mgh mvt2 2 h v02 2g vt2 2g v02 2g m2g 8 2s2v02 例题三 如图所示 具有一定质量的小球a固定在轻杆一端 杆的另一端挂在小车支架的o点 现将小球拉起使轻杆水平 由静止释放小球 小球摆到最低点与固定在车上的泥团撞击后粘合一起 则此后小车的运动为 a 向右运动b 向左运动c 静止不动d 无法判断 c 例题四 如图所示 质量为m2 m3的两物体静止在光滑的水平面上 它们之间有压缩着的轻质弹簧 一质量为m1的物体以速度v0向右冲来 为防止冲撞 弹簧将m2 m3向右 左弹开 m3与m1相碰后即粘合在一起 问m3的速度至少为多大 才能使以后m3和m2不发生碰撞 例题分析与解答 本题有两个过程 弹簧将m2m3分离的过程 m2v2 m3v3 0 m1与m3碰撞的过程 以向右为正方向m1v1 m3v3 m1 m3 v13m2与m3不再碰撞的条件是什么 只要v13 v2 m2与m3就不会再碰撞 得v3 m1m2v0 m1m2 2m2m3 例题五 用质量为m的铁锤沿水平方向将质量为m 长为l的铁钉敲入木板 铁锤每次以相同的速度v0击钉 随即与钉一起运动并使钉进入木板一定距离 在每次受击进入木板的过程中 钉所受的平均阻力为前一次受击进入木板过程所受平均阻力的k倍 k 1 1 若敲击三次后钉恰好全部进入木板 求第一次进入木板过程中钉所受到的平均阻力 2 若第一次敲击使钉进入木板深度为l1 问至少敲击多少次才能将钉全部敲入木板 并就你的解答讨论要将钉全部敲入木板 l1必须满足的条件 例题分析与解答 1 m与m组成的系统在碰撞中动量守恒 v mv0 m m 碰撞后系统的总动能为ek mv02 2 m m 第一次打击 f1 x1 ek第二次打击f2 x2 ek第三次打击f3 x3 ek x1 x2 x3 l f1 2 f1l1 ek f2l2 ekf3l3 ek fnln ek l1 l2 l3 因为l1 l1 例题六 一辆质量m 2kg的平板车左端放有质量m 3kg的小滑块 滑块与平板车之间的摩擦因数 0 4 开始时平板车和滑块共同以v0 2m s的速度在光滑水平面上向右运动 并与竖直墙壁发生碰撞 设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变 但方向与原来相反 平板车足够长 以致滑块不会滑到平板车右端 取g 10m s2 求 1 平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离 2 平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v 3 为使滑块始终不会滑到平板车右端 平板车至少多长 例题分析与解答 1 小车第一次碰撞后向左作初速度为2m s的加速度为 6m s2的匀变速运动 向左的位移最大时有何特点 v 0时向左的位移最大 sm 1 3m 2 碰撞后总动量守恒 向右为正mv0 mv0 m m v1 v1 0 4m s 3 摩擦力与相对位移的乘积等于系统减少的动能 等于摩擦产生的热量 mgs s 5 6m 取l s 0 833m即可 作业1 某物体质量一定 已知其动量的变化率保持不变 则 a 物体可能做匀变速直线运动b 物体可能做匀变速曲线运动c 物体可能做匀速圆周运动d 物体可能做简谐运动 f合 ma m v2 v1 t m v t p t 物体的动量变化率不变就是它所受合外力不变 b a 作业2 跳远比赛中 运动员跳到松软的沙坑内 这是为了减少运动员 a 着地过程中受到的冲量b 着地过程中动量的变化c 着地过程中受到的冲力d 着地时的速度 c 作业3 在光滑水平面上 动能为e0 动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞 碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为e1 p1 球2的动能和动量的大小分别记为e2 p2 则必有 a e1e0d p2 p0 a ek p2 2m b 作业4 某物体沿粗糙斜面上滑 达到最高点后又返回原处 下列分析正确的是 a 上滑 下滑两过程中摩擦力的冲量大小相等b 上滑 下滑两过程中合外力的冲量相等c 上滑 下滑两过程中动量变化的方向相同d 整个运动过程中动量变化的方向沿斜面向下 c d 作业5 质量为1kg的小球以4m s的速度与质量为2kg的静止的小球正对碰撞 关于碰后的速度 下列哪些是可能的 a 4 3m s 4 3m sb 1m s 2 5m sc 2m s 3m sd 4m s 4m s 碰撞前后动量守恒 动能不能增加 后面的小球速度不能大于前面小球的速度 b 作业6 如图为一空间探测器的示意图 p1 p2 p3 p4是四个喷气发动机 p1 p3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行 p2 p4的连线与y轴平行 每台发动机开动时 都能向探测器提供推力 但不会使探测器转动 开始时 探测器以恒定的速率v0向正x方向平动 要使探测器改为向正x偏负y60 的方向以原来的速率v0平动 则可 a 先开动p1适当时间 再开动p4适当时间b 先开动p3适当时间 再开动p2适当时间c 开动p4适当时间d 先开动p3适当时间 再开动p4适当时间 分析 开启任何一个发动机都会使速度变大 先排除c a 先开动p1适当时间 再开动p4适当时间 b 先开动p3适当时间 再开动p2适当时间 d 先开动p3适当时间 再开动p4适当时间 v2 v0 正确选项是a 作业7 一架质量为500kg的直升机 其螺旋桨把空气以50m s的速度下推 恰使直升机停在空中 则每秒钟螺旋桨所推下的空气质量为千克 先研究飞机 f举 mg 5000n 再研究空气 动量定理 f t m v f mv t f举 5000n m t f v 100kg 作业8 爆竹点燃后竖直上升到离地20m的最高点处 恰好沿竖直方向炸裂成质量相等的两块 其中一块经1s落地 则另一块经s落地 v1t gt2 2 20 v1 15m s mv1 mv2 0 v2 15m s 上升1 5s下落1 5s回到最高点 再经1s落地 4 作业9 质量为1kg的物体从离地面5m高处自由落下 与地面碰撞后上升的最大高度为3 2m 从下落到上升最高共用时间2s 则小球对地面的平均冲力为多少 取g 10m s2 与地面接触的时间 t 2 t下 t上 t 0 2s 动量的变化量 p m 8 10 18kgm s f举 t f地 mg t 18 f地 100n 作业10 水平面上有两个物体a和b 质量分别为ma 2kg mb 1kg a与b相距9 5m 如图所示 现a以10m s的初速度向静止的b运动 a与b发生正碰后仍沿原来方向运动 已知a在碰撞前后共运动6s而停下 a b与水平面间的动摩擦因数均为 0 1 问碰撞后b运行多少时间停止 g取10m s2 分析 a先作匀减速运动 mags m v02 va2 2va 9m s aa g 1m s2t1 1s t2 5s v2 5m s 碰撞动量守恒mava mav2 mbvbvb 8m s tb vb g 8s 作业11 静止在太空的飞行器上有一种装置 它利用电场加速带电粒子形成向外发射的粒子流 从而对飞行器产生反冲力 使其获得加速度 已知飞行器的质量为m 发射的是2价氧离子 发射功率为p 加速电压为u 每个氧离子的质量为m 单位电荷的电量为e 不计发射氧离子后飞行器质量的变化 求射出氧离子后飞行器开始运动的加速度大小 分析 设在 t时间内发射n个氧离子p t 2uen 由动量定理f t mvn 可得f mvp 2ue 2ue mv2 2 f a 作业12 如图在光滑水平面上 有一质量m1 20kg的小车 通过一根不可伸长的轻绳与另一质量m2 25kg的拖车相连接 一质量m3 15kg的物体放在拖车的平板上 物体与拖车间的动摩擦因数 0 2 开始时拖车静止 绳未被拉紧 如果小车以v0 3m s的速度前进 求 1 当m1 m2 m3以同一速度前进时 其速度的大小 2 物体在拖车平板上移动的距离 设平板足够长 分析 一定要注意绳子绷紧的过程动能有损失 此过程因为时间极短 所以刚绷紧时m3的速度为零 先研究m1与m2 m1v0 m1 m2 v2 v2 4 3m s再研究m1 m2和m3 m1v0 m1 m2 m3 v1 v1 1m s 在绳子绷紧后系统损失的机械能为 摩擦力乘以相对位移等于系统损失的机械能 mgs相对 m1 m2 v12 2 m1 m2 m3 v22 2 10j s相对 10 0 2 150 1 3m 全过程中系统损失机械能为 为什么s相对不等于2m呢 作业13 如图 光滑