第6章动量守恒定律（人教版选修3-5）

第16章 动量守恒定律11质量不等的两个物体静止在光滑的水平面上，两物体在外力作用下，获得相同的动能.下面的说法中正确的是（ ）A.质量小的物体动量变化大B.质量大的物体受的冲量大C.质量大的物体末动量小D.质量大的物体动量变化率一定大图6-1-101【答案】B根据p=mv=知，两物体在外力的作用下获得相等的动能，质量大的物体获得的动量大，则其所受的冲量大，B选项正确，A、C选项错.根据题目条件无法比较动量变化率的大小，D选项错2沿同一直线，甲、乙两物体分别在阻力F1、F2作用下做直线运动，甲在t1时间内，乙在t2时间内动量p随时间t变化的pt图象如图6-1-10所示.设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是（ ）A.F1F2，I1=I2B.F1F2，I1I2C.F1F2，I1I2D.F1=F2，I1=I22【答案】A由F=知F1F2.由Ft=p知I1=I23质量为m的小球从h高处自由下落，与地面碰撞时间为t，地面对小球的平均作用力为F，取竖直向上为正方向，在与地面碰撞过程中（ ）A.重力的冲量为mg（+t）B.地面对小球作用力的冲量为FtC.合外力对小球的冲量为（mg+F）tD.合外力对小球的冲量为（mgF）t3【答案】B在与地面碰撞过程中，取竖直向上为正方向，重力的冲量为mgt，合外力对小球的冲量为（Fmg）t，故正确选项应为B图6-1-124. 如图6-1-12所示，一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速度抽出纸条，则铁块落地点为（ ）A.仍在P点B.在P点左边C.在P点右边不远处D.在P点右边原水平位移的两倍处4【答案】B纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大.以2v的速度抽出纸条的过程，铁块受滑动摩擦力作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的位移较小，故B选项正确图6-1-135.如图6-1-13所示，质量为m的小球在竖直光滑圆形内轨道中做圆周运动，周期为T，则（ ）每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为0 每运转一周，小球所受重力的冲量的大小为mgT 每运转一周，小球所受合力的冲量的大小为0 每运转半周，小球所受重力的冲量的大小一定为mgT/2以上结论正确的是A.B.C.D.5【答案】B重力为恒力，故物体每转一周重力的冲量为mgT.由于物体做的是非匀速圆周运动，故转半周的时间不一定是T，所以，重力的冲量也不一定是mg.每转一周，物体的动量变化量为零，故合外力的冲量为零.选项B正确图6-1-146如图6-1-14，质量分别为mA、mB的木块叠放在光滑的水平面上，在A上施加水平恒力F，使两木块从静止开始做匀加速运动，A、B无相对滑动，则经过t s，木块A所受的合外力的冲量为_，木块B的动量的增量p为_.6【答案】，.因A、B之间无相对运动，可把A、B看作一个整体，由牛顿第二定律有F=（mA+mB）a得：a= ，木块A所受的合外力FA，木块A所受合外力的冲量IA ，木块B动量的增量pB7一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间的关系如图6-1-11所示，如果该物体从静止开始运动，当该物体具有最大速度时，物体运动的时间是_s，该物体的最大动量值是_kgm/s.图6-1-117【答案】5，25由图象知t=5 s时，F1、F2大小相等，此后F2F1，物体开始做减速运动，故t=5 s时速度最大.由I=Ft知，Ft图象中图线与时间轴所围面积为力的冲量，所以，前5 s内F1、F2的冲量分别为I1=37.5 Ns，I2=12.5 Ns，所以，前5 s内合力的冲量为I=I1+I2=25 Ns，由动量定理知，物体在前5 s内增加的动量，也就是从静止开始运动后5 s末的动量，为25 kgm/s.8质量m=5 kg的物体在恒定水平推力F=5 N 的作用下，自静止开始在水平路面上运动，t1=2 s后，撤去力F，物体又经t2=3 s停了下来.求物体运动中受水平面滑动摩擦力的大小.8【解析】：因物体在水平面上运动，故只需考虑物体在水平方向上受力即可，在撤去力F前，物体在水平方向上还受方向与物体运动方向相反的滑动摩擦力Ff，撤去力F后，物体只受摩擦力Ff.取物体运动方向为正方向.方法一：设撤去力F时物体的运动速度为v.对于物体自静止开始运动至撤去力F这一过程，由动量定理有 （FFf）t1=mv对于撤去力F直至物体停下这一过程，由动量定理有 （Ff）t2=0mv联立解得运动中物体所受滑动摩擦力大小为 Ff =2 N.说明：式中Ff仅表示滑动摩擦力的大小，Ff前的负号表示Ff与所取正方向相反.方法二：将物体整个运动过程视为在一变化的合外力作用下的运动过程.在时间t1内物体所受合外力为（FFf），在时间t2内物体所受合外力为Ff，整个运动时间（t1+t2）内，物体所受合外力冲量为（FFf）t1+（Ff）t2.对物体整个运动过程应用动量定理有（FFf）t1+（Ff）t2=0解得Ff =2 N.9有一宇宙飞船，它的正面面积S=0.98 m2，以v=2103 m/s的速度飞入一宇宙微粒尘区，此尘区每立方米空间有一个微粒，微粒的平均质量m=2107 kg.要使飞船速度保持不变，飞船的牵引力应增加多少?（设微粒与飞船外壳碰撞后附于飞船上）.9解析：微粒尘由静止至随飞船一起运动，微粒的动量增加量是飞船对微粒作用的效果，设增加的牵引力为F，依动量定理列方程Ft=nmv0，即微粒对飞船的冲量大小也为Ft，其中n=，F=Smv2=0.982107（2103）2 N=0.78 N.abhOHcABC图6-5-1310.图6-5-13是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒现已测出A点离水平桌面的距离为aB点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c此外，还需要测量的量是_、_、和_根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为_14 . 【解析】球1和球2的质量m1和m2，立柱的高h，桌面离地面的高H，m1=m1+m2c 11 一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为m的炮弹炮可在水平方向自由移动当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；当炮身上固定一质量为M0的重物时，在原发射位置沿