高三物理动量定理的应用

时间:2022-11-20 00:31:01 作者:壹号 字数:18433字

篇一:高中物理动量定理专题_word

动量和动量定理的应用

知识点一——冲量(I)

要点诠释:

1.定义:力F和作用时间的乘积,叫做力的冲量。

2.公式:

3.单位:

4.方向:冲量是矢量,方向是由力F的方向决定。

5.注意:

①冲量是过程量,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量。②用公式

不能用

1.推导:

设一个质量为为

求冲量,该力只能是恒力,无论是力的方向还是大小发生变化时,都直接求出 的物体,初速度为,在合力F的作用下,经过一段时间,速度变则物体的加速度

由牛顿第二定律

可得

(, 为末动量,P为初动量)

2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。

3.公式:或

4.注意事项:

①动量定理的表达式是矢量式,在应用时要注意规定正方向;

②式中F是指包含重力在内的合外力,可以是恒力也可以是变力。当合外力是变力时,F应该是合外力在这段时间内的平均值;

③研究对象是单个物体或者系统;

④不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用与微观物体的高速运动。

5.应用:

在动量变化一定的条件下,力的作用时间越短,得到的作用力就越大,因此在需要增大作用力时,可尽量缩短作用时间,如打击、碰撞等由于作用时间短,作用力都较大,如冲压工件;

在动量变化一定的条件下,力的作用时间越长,得到的作用力就越小,因此在需要减小作用力时,可尽量延长作用时间,如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间,从而减小作用力,再如安全气囊等。

规律方法指导

1.动量定理和牛顿第二定律的比较

(1)动量定理反映的是力在时间上的积累效应的规律,而牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应的规律

(2)由动量定理得到的,可以理解为牛顿第二定律的另一种表达形式,即:物体所受的合外力等于物体动量的变化率。

(3)在解决碰撞、打击类问题时,由于力的变化规律较复杂,用动量定理处理这类问题更有其优越性。

4.应用动量定理解题的步骤

①选取研究对象;

②确定所研究的物理过程及其始末状态;

③分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况;

④规定正方向,根据动量定理列式;

⑤解方程,统一单位,求得结果。

经典例题透析

类型一——对基本概念的理解

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

思路点拨:此题考察的主要是对概念的理解

解析:力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A对;只要有力作用在物体上,经历一段时间,这个力便有了冲量,与物体处于什么状态无关,B错误;物体所受冲量大小与动量大小无关,C错误;冲量是一个过程量,只有在某一过程中力的方向不变时,冲量的方向才与力的方向相同,故D错误。

答案:A

【变式】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答案:BD

点拨:冲量是过程量;冲量的方向与动量变化的方向一致。故BD错误。

类型二——用动量定理解释两类现象

2.玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎。这是为什么?

解释:玻璃杯易碎与否取决于落地时与地面间相互作用力的大小。由动量定理可知,此作用力的大小又与地面作用时的动量变化和作用时间有关。

因为杯子是从同一高度落下,故动量变化相同。但杯子与地毯的作用时间远比杯子与水泥地面的作用时间长,所以地毯对杯子的作用力远比水泥地面对杯子的作用力小。所以玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地板上易碎,而落到松软的地毯上不易碎。

3. 如图,把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面抽出,解释这些现象的正确说法是()

A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大

B.在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力小

…… 此处隐藏4234字 ……

解析:流体在空中不同位置的速度不同,在冲击垃圾筒底的极短时间?t?0内,可以认为水流冲击天花板的速度均为v, 则在极短时间内冲击

垃圾筒底的水的质量?m??s?v?t,根据水在空中的流量为定值,s?v?sv0故?m??sv0?t

以极短时间内冲击垃圾筒底的水为研究对象,根据动量定理

(F??mg)?t??m?2v

又?mg??F 故F?t??m?2v??sv0?t?2v

则F?2?sv0v

且v?v0??2gh

根据牛顿第三定律,垃圾筒底受到的冲击力F??F=Mg 2v0gM2?() 综合可得h?2g8?v0s22