动量守恒定律1----动量--动量定理(1)理解与应用2018学案

动量守恒定律专题1 动量 动量定理题型一对基本概念的理解例题1.关于冲量，下列说法中正确的是（ ） A.冲量是物体动量变化的原因 B.作用在静止的物体上力的冲量一定为零 C.动量越大的物体受到的冲量越大 D.冲量的方向就是物体受力的方向例题2.如图示，AB、AC、AD是竖直平面内三根固定的光滑细杆，A、B、C、D四点位于同一圆周上，A点位于最高点，D点位于圆周的最低点，每根杆上都套着一个质量相同的小滑环（图中没画出），三个滑环分别沿不同的细杆从A点由静止开始滑下，在他们分别沿细杆下滑的整个过程中，下列说法正确的是：（ ）A.弹力对它们的冲量相同， B.重力对它们的冲量相同，C.合外力对它们的冲量相同 D.以上三种说法均错误例题3.如图所示，一个质量是0.2 kg的钢球，以2 m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45，速度仍为2 m/s.你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向？例题4.在光滑的水平面上有一小滑块，开始时滑块静止，若给滑块加一水平恒力F1，持续一段时间后立刻换成与F1相反方向的水平恒力F2.当恒力F2与恒力F1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek，在上述过程中，F1对滑块做功为W1，冲量大小为I1；F2对滑块做功为W2，冲量大小为I2.则( )A.3I1I2 B.4I1=I2 C.W1=0.25Ek，W2=0.75Ek D.W10.20Ek，W20.80Ek练习1-1：关于冲量和动量，下列说法中错误的是（ ）A.冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量 B.冲量是描述运动状态的物理量C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量的方向与动量的方向一致练习1-2：在动量定理Ft = P中，F指的是（ ）A物体所受的弹力 B物体所受的合外力C物体所受的除重力和弹力以外的其他力 D物体所受的除重力以外的其他力的合力练习1-3：甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ）A、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量 B、两个物体受到的冲量大小相等C、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量 D、无法判断练习1-4：物体在恒力作用下作直线运动，在t1时间内物体的速度由零增大到v，F对物体做功W1，给物体冲量I1若在t2时间内物体的速度由v增大到2v，F对物体做功W2，给物体冲量I2，则（ ）A.W1=W2，I1=I2 BW1=W2，I1I2 CW1W2，I1=I2 DW1W2，I1=I2练习1-5：与水平方向成角的光滑斜面的底端静止一个质量为m的物体，从某时刻开始有一个沿斜面方向向上的恒力F作用在物体上，使物体沿斜面向上滑去，经过一段时间t撤去这个力，又经时间2t物体返回到斜面的底部，则（ ）AF与的比应该为3:7 B.F与的比应该为9:5C.F与的比应该为7:3 D.F与的比应该为5:9练习1-6：如图所示，光滑水平面上有一质量为 m = 0.40kg 的小球以速度 v0 = 5.0m/s 向右运动。碰到墙后以速度 v = 4.0m/s 返回。球与墙相碰的作用时间为 t = 0.050s 。求： 小球动量的增量p 小球受到墙的平均作用力题型二用动量定理定性解释两类现象例题5、 玻璃杯从同一高度自由落下，掉落在硬质水泥地板上易碎，掉落在松软地毯上不易碎，这是由于玻璃杯掉在松软地毯上（ ） A. 所受合外力的冲量较小 B. 动量的变化量较小 C. 动量的变化率较小 D. 地毯对杯子的作用力小于杯子对地毯的作用力例题6、某同学要把压在木块下的纸抽出来。第一次他将纸迅速抽出，木块几乎不动；第二次他将纸较慢地抽出，木块反而被拉动了。这是为什么？练习2- 1：杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块，石裂而人不伤，这是什么道理？请加以分析练习2- 2：（2004上海理科大综合）在行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h（即30 m/s），从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为（ ）A400N B600N C800N D1000N练习2-3：运输家用电器、易碎器件等物品时，经常用泡沫塑料作填充物，这是为了在运输过程中（ ）A减小物品受到的冲量 B使物体的动量变化量减小C延长了物品受撞击的相互作用时间D较尖锐的物体不是直接撞击物品表面，而是撞击泡沫塑料，减小撞击时的压强abF练习2- 4：如图所示，水平面上叠放着a、b两木块，用手轻推木块b，a会跟着一起运动；若用锤子水平猛击一下b，a就不会跟着b运动，这说明（ ）A轻推b时，b给a的作用力大 B轻推b时，b给a的作用时间长C猛击b时，b给a的冲量大 D猛击b时，b给a的冲量小题型三动量定理的基本运用例题7、如图所示，质量为M的小车在光滑的水平面上以速度v向左匀速运动，一质量为m的小球从高h处自由下落，与小车碰撞后，反弹上升的高度仍为h，设Mm，碰撞弹力Nmg，球与车之间的动摩擦因数为，则小球弹起后的水平速度是（ ）AB0CvD例题8、竖直上抛一物体，不计阻力，取向上为正方向，则物体在空中运动的过程中，动量变化P随时间t的变化图线是下图中的哪一个？tPPPPoooottt甲乙丙丁例题9、如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度变为零，设打击时间为0.01s。1、不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？2、考虑铁锤的重量，铁锤打钉子的平均作用力是多大？3、你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量练习3-1：（1997全国卷2）质量为m的钢球自高处落下，以速率1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短离地的速率为2，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为（ ） A向下，m（1-2） B向下，m（1+2） C向上，m（1-2） D向上，m（1+2）练习3-2：甲、乙两个物体动量随时间变化的图像如图所示，图像对应的物体的运动过程可能是（ ）OPtOPtA、甲物体可能做匀加速运动B、甲物体可能做竖直上抛运动 C、乙物体可能做匀变速运动 D、乙物体可能与墙壁发生弹性碰撞 练习3-3：如图所示，物块A压着一纸带放在水平桌面上，当以速度v抽出纸带后，物块A落在地面上的P点；若以2v的速度抽出纸带(其他条件不变)，则物块A落地点为 ( )A仍在P点 B在P点左侧 C在P点右侧某处 D在P点右侧原水平位移两倍处练习3-4：（小球下落到软垫时受到的平均作用力）一个质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为多少？（g取10m/s2，不计空气阻力）题型四求变力冲量 例题10、一个质量为m的物体，以速率做匀速圆周运动，求物体在1/2周期内所受合力冲量的大小例题11、如图所示，长为L的轻绳一端系于固定点O，另一端系质量为m的小球，将小球从O点正下方L/4处以一定初速度向右水平抛出，已知绳刚被拉直时线与竖直线夹60角，然后小球将在竖直平面内摆动，求：（1）小球作平抛运动的初速度；（2）绳被拉紧瞬间，O点所受到的冲量。（3）小球摆到最低点时绳中的张力。例题12、一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图所示，如果该物体从静止开始运动，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少？例题13、如果物体所受空气阻力与速度成正比,当以速度v1竖直上抛后,又以速度v2返回出发点。这个过程共用了多少时间?练习4-1：跳伞运动员从2000m高处跳下，开始下落过程未打开降落伞，假设初速度为零，所受空气阻力与下落速度大小成正比，最大降落速度为vm=50m/s。运动员降落到离地面s=200m高处才打开降落伞，在1s内速度均匀减小到1=5.0m/s，然后匀速下落到地面，试求运动员在空中运动的时间。 练习4-2：如图表示物体所受作用力随时间变化的图象，若物体初速度为零，质量为m，求物体在t2 时刻的末速度?练习4-3：如图所示，将一轻弹簧悬于O点，下端和物体A相连，物体A下面用细线连接物体B，A、B质量分别为M、m，若将细线剪断，待B的速度为v时，A的速度为V，方向向下，求该过程中弹簧弹力的冲量。题型五多过程问题例题13、质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放，下落1s落到沙子表面上，又经过0.2s，铁球在沙子内静止不动假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变，求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力（g=10m/s2）例题14、（2006上海物理21）质量为 10 kg的物体在F200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角37O力F作用2s钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了125s钟后，速度减为零求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移S。（已知 sin37o06，cos37O08，g10 m/s2）例题15、一个质量为m=2kg的物体，在F1=8N的水平推力作用下，从静止开始沿水平面运动了t1=5s，然后推力减小为F2=5N，方向不变，物体又运动了t2=4s后撤去外力，物体再经 过t3=6s停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。例题16、（2007全国理综I18）如图所示，在倾角为30的足够长的斜面上有一质量为m的物体，它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按图（a）、（b）、（c）、（d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）。已知此物体在t=0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率，则这四个速率中最大的是（ ） Av1 Bv2 Cv3 Dv430FF/mgt/sO0.5-0.5123123F/mgt/sO0.5-0.523F/mgt/sO0.5-0.51123F/mg0.5t/sO-0.51例题17、如图所示，在光滑水平面上并排放着A、B两木块，质量分别为mA和mB。一颗质量为m的子弹以水平速度v0先后击中木块A、B，木块A、B对子弹的阻力恒为f。子弹穿过木块A的时间为t1，穿过木块B的时间为t2。求： 子弹刚穿过木块A后，木块A的速度vA、和子弹的速度v1分别为多大？ ABv0 子弹穿过木块B后，木块B的速度vB和子弹的速度v2又分别为多大？ 练习5-1：（1995全国卷17）一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷人泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程，进人泥潭直到停止的过程称为过程， 则（ ）A过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B过程中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小CI、两个过程中合外力的总冲量等于零D过程中钢珠的动量的改变量等于零练习5-2：一杂技演员从一高台上跳下，下落h=5.0m后，双脚落在软垫上，同时他用双腿弯曲重心下降的方法缓冲，测得缓冲时间t=0.2s，则软垫对双脚的平均作用力估计为自身所受重力的（ ） A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍练习5-3：水平面上的物体M，在水平恒力F的作用下由静止开始运动，经过ts后，撤去水平恒力F，又经过ts后停止，则物体受到的摩擦力为（ ） A、F B、 C、 D、练习5-4：（1997上海物理4）某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）pabcA从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量B从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功C从p至b过程中人的速度不断增大D从a至c过程中加速度方向保持不变练习5-5：质量m=0.60 kg的篮球从距地板H=0.80m高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m，从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s.忽略空气阻力，重力加速度取g=10ms2，求：(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能；(2)篮球对地板的平均撞击力. 练习5-6：如图所示，滑块A和滑块B紧靠在一起放置于光滑水平面上，一子弹以某一速度射入滑块A，最后由滑块B穿出，已知滑块A的质量mA=1kg，滑块B的质量mB=2kg，子弹在滑块中所受的阻力恒为f=3000N，若子弹穿过A的时间tA=0.1s，穿过B的时间 tB=0.2s，求：（1）滑块A对滑块B的推力多大？（2）两块的最终速度各多大？题型六用动量定理解决流体运动问题（风吹雨打题型）例题18、某种气体分子束由质量m=5.4X10-26kg速度460m/s的分子组成，各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回，如分子束中每立方米的体积内有n01.51020个分子，求被分子束撞击的平面所受到的压强 例题19、如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱直径为d 30cm，水速v 50ms，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力(水的密度 1.0103kg/m3) 例题20、 一艘帆船在静水中由风力推动做匀速直线运动。设帆面的面积为S，风速为v1，船速为v2（v2v1），空气的密度为，则帆船在匀速前进时帆面受到的平均风力大小为多少？ 练习6-1：为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1103kg/m3）（ ）A0.15Pa B0.54Pa C1.5Pa