动量考纲要求与例题.ppt

1、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,

2、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=410-4m/s. I=P=410-4Ns,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=NP=40Ns， 这些雨滴全部与地面

3、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

4、水口取一段长为L =V0t的圆柱形水作为研究对象，这段水柱的质量为 M=LS=S V0t。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=-2S V0tVt， Vt=mg/2SV0,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/82S2V02。,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

5、 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）V13 m2与m3不再碰撞的条件是什么？ 只要V13V2，m2与m3就不会再碰撞。得 V3m1m2V0/（m1m2+2m2m3）。,例题五,用质量为

6、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（k1）。 (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, F1X1=

7、EK 第二次打击F2X2=EK 第三次打击F3X3=EK, X1+X2+X3=,=l,F1=,(2),F1l1=Ek, F2l2=Ek F3l3=Ek Fnln=Ek . l1+ l2+ l3+=,因为l1=,l1,例题六,一辆质量m2kg的平板车左端放有质量M3kg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v02m/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g10m/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

8、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LS=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

9、匀速圆周运动 D物体可能做简谐运动,F合=ma=m(V2-V1)/ t=mV/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（ ） AE1E0 Dp2p0,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

10、，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（ ） A4/3m/s，4/3m/s B1m/s，2.5m/s C2m/s，3m/s D-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

11、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,V2V0,正确选项是A,作业7、,一架质量为500kg的直

12、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,Ft=mV,F= m V/ 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.

13、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g10m/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=m8-(-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-Va

14、2)/2 Va=9m/s, aA= g=1m/s2 t1=1s,t2=5s,V2=5m/s; 碰撞动量守恒 mAVa=mAV2+mbVb Vb=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 Pt=2UeN,由动量定理 Ft=mVN,可得 F=mVP/2Ue,

15、 2Ue=mV2/2,F=,a=,作业12、,如图在光滑水平面上，有一质量M120kg的小车，通过一根不可伸长的轻绳与另一质量M225kg的拖车相连接，一质量M315kg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v03m/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/（0.2150）=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