動量考綱要求與例題.ppt

1、動量考綱要求與例題,高三物理知識塊系列復習,知識要求,類：航天技術(shù)發(fā)展和宇宙航行 類：動量、沖量、動量定理；動量守恒定律。,技能要求,一、應用動量定理的解題步驟 1、選擇研究對象（一般是單個物體） 2、對研究對象的受力分析 。 3、選擇初、終兩個狀態(tài) 4、立式求解（一定要明確正方向）。,二、應用動量守恒定律解題的步驟 1、選擇研究對象（一般是多個物體） 2、研究對象哪一方向的動量守恒 3、選擇初、終兩個狀態(tài) 4、立式求解（一定要明確正方向）。,動量守恒的條件,系統(tǒng)不受外力； 系統(tǒng)所受合外力等于零； 系統(tǒng)在某一方向上所受合外力等于零，系統(tǒng)在此方向上動量守恒； 系統(tǒng)所受的外力遠小于內(nèi)力。,例題一,

2、設雨滴以3m/s的終極速度豎直打在水平地面上，著地后反彈高度為5，已知每個雨滴的質(zhì)量為m=0.1g，每立方米體積中有雨滴N=105個，不計水的粘滯阻力，求： （1）在著地的過程中每個雨滴受到的沖量。 （2）雨滴對水平地面的壓強。 (3)試說明雨滴對地面的壓強與哪些 因素有關(guān)？,例題分析與解答,（1）研究一個雨滴， 著地時為初態(tài)，V1=3m/s； 反彈離地時為終態(tài)，V2=,=1m/s,P=mV2-mV1， 以向上為正方向，P=4m=410-4m/s. I=P=410-4Ns,方向向上。,(2),研究緊靠地面的一個立方米內(nèi)的雨滴， 這些雨滴的動量的變化量為P總=NP=40Ns， 這些雨滴全部與地面

3、發(fā)生相互作用需要的時間是t=1/3秒， 這些雨滴的總質(zhì)量是M=10， 設地面對雨滴的作用力為F，則(F-Mg)t=P總。F=220N， 地面的受力面積為1，所以雨滴對地面的壓強為p=220Pa。,(3),雨滴的質(zhì)量越大； 雨滴的終極速度越大； 反彈高度越大； 單位體積中雨滴的數(shù)目越多； 則雨滴對地面的壓強越大。,例題二,由高壓水槍中豎直向上噴出的水柱，將一個質(zhì)量為m的小鐵盒開口向下倒頂在空中，如圖所示。已知水（密度為）以恒定速率v0從橫截面積為S的水槍中持續(xù)噴出，向上運動并沖擊小鐵盒后，以不變的速率豎直返回，求穩(wěn)定狀態(tài)下小鐵盒距水槍口的高度。,例題分析與解答,先研究m, mg=F沖 。 再在出

4、水口取一段長為L =V0t的圓柱形水作為研究對象，這段水柱的質(zhì)量為 M=LS=S V0t。這些水上升了高度H以后與小鐵盒碰撞，以向上為正方向，則 F沖t=M（-Vt-Vt）=-2MVt，即 F沖t=-2S V0tVt， Vt=mg/2SV0,水柱上升過程中機械能守恒 MV02/2=MgH+MVt2/2, H=V02/2g-Vt2/2g= V02/2g-m2g/82S2V02。,例題三,如圖所示，具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端，桿的另一端掛在小車支架的O點?，F(xiàn)將小球拉起使輕桿水平，由靜止釋放小球，小球擺到最低點與固定在車上的泥團撞擊后粘合一起，則此后小車的運動為（ ） A向右運動 B向左運動

5、 C靜止不動 D無法判斷,C,例題四,如圖所示，質(zhì)量為m2、m3的兩物體靜止在光滑的水平面上，它們之間有壓縮著的輕質(zhì)彈簧。一質(zhì)量為m1的物體以速度v0向右沖來，為防止沖撞，彈簧將m2、m3向右、左彈開，m3與m1相碰后即粘合在一起。問m3的速度至少為多大，才能使以后m3和m2不發(fā)生碰撞？,例題分析與解答,本題有兩個過程： 彈簧將m2m3分離的過程， m2V2+m3V3=0； m1與m3碰撞的過程，以向右為正方向 m1V1- m3V3=（m1+m3）V13 m2與m3不再碰撞的條件是什么？ 只要V13V2，m2與m3就不會再碰撞。得 V3m1m2V0/（m1m2+2m2m3）。,例題五,用質(zhì)量為

6、M的鐵錘沿水平方向?qū)①|(zhì)量為m、長為l的鐵釘敲入木板，鐵錘每次以相同的速度v0擊釘，隨即與釘一起運動并使釘進入木板一定距離。在每次受擊進入木板的過程中，釘所受的平均阻力為前一次受擊進入木板過程所受平均阻力的k倍（k1）。 (1)若敲擊三次后釘恰好全部進入木板，求第一次進入木板過程中釘所受到的平均阻力。 (2)若第一次敲擊使釘進入木板深度為l1，問至少敲擊多少次才能將釘全部敲入木板？并就你的解答討論要將釘全部敲入木板，l1必須滿足的條件。,例題分析與解答,(1)M與m組成的系統(tǒng)在碰撞中動量守恒, V=MV0/(M+m),碰撞后系統(tǒng)的總動能為 EK=MV02/2(M+m), 第一次打擊, F1X1=

7、EK 第二次打擊F2X2=EK 第三次打擊F3X3=EK, X1+X2+X3=,=l,F1=,(2),F1l1=Ek, F2l2=Ek F3l3=Ek Fnln=Ek . l1+ l2+ l3+=,因為l1=,l1,例題六,一輛質(zhì)量m2kg的平板車左端放有質(zhì)量M3kg的小滑塊，滑塊與平板車之間的摩擦因數(shù)0.4。開始時平板車和滑塊共同以v02m/s的速度在光滑水平面上向右運動，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反。平板車足夠長，以致滑塊不會滑到平板車右端。（取g10m/s2）求： （1）平板車第一次與墻壁碰撞后向左運動的最大距離； （2）平板車第二

8、次與墻壁碰撞前瞬間的速度v； （3）為使滑塊始終不會滑到平板車右端，平板車至少多長？,例題分析與解答,(1)小車第一次碰撞后 向左作初速度為2m/s的加速度為-6m/s2的勻變速運動。向左的位移最大時有何特點？ V=0時向左的位移最大， Sm=1/3m。 (2)碰撞后總動量守恒，向右為正 MV0-mV0=(M+m)V1, V1=0.4m/s. (3)摩擦力與相對位移的乘積等于系統(tǒng)減少的動能，等于摩擦產(chǎn)生的熱量。 MgS=,S=5/6m,取LS=0.833m即可。,作業(yè)1、,某物體質(zhì)量一定，已知其動量的變化率保持不變，則（ ） A物體可能做勻變速直線運動 B物體可能做勻變速曲線運動 C物體可能做

9、勻速圓周運動 D物體可能做簡諧運動,F合=ma=m(V2-V1)/ t=mV/t=P/t,物體的動量變化率不變就是它所受合外力不變,B,A,作業(yè)2、,跳遠比賽中，運動員跳到松軟的沙坑內(nèi)，這是為了減少運動員（ ） A著地過程中受到的沖量 B著地過程中動量的變化 C著地過程中受到的沖力 D著地時的速度,C,作業(yè)3、,在光滑水平面上，動能為E0、動量的大小為p0的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞，碰撞后球1的動能和動量的大小分別記為E1、p1，球2的動能和動量的大小分別記為E2、p2，則必有（ ） AE1E0 Dp2p0,A,EK=P2/2m,B,作業(yè)4、,某物體沿粗糙斜面上滑，達到最高點后又返回原處

10、，下列分析正確的是（ ） A上滑、下滑兩過程中摩擦力的沖量大小相等 B上滑、下滑兩過程中合外力的沖量相等 C上滑、下滑兩過程中動量變化的方向相同 D整個運動過程中動量變化的方向沿斜面向下,C,D,作業(yè)5、,質(zhì)量為1kg的小球以4m/s的速度與質(zhì)量為2kg的靜止的小球正對碰撞，關(guān)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,碰撞前后動量守恒，動能不能增加,后面的小球速度不能大于前面小球的速度,B,作業(yè)6、,如圖為一空間探測器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個噴氣發(fā)動機，P1、P3的連線與空間一固定坐

11、標系的x軸平行，P2、P4的連線與y軸平行。每臺發(fā)動機開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動。開始時，探測器以恒定的速率v0向正x方向平動。要使探測器改為向正x偏負y60的方向以原來的速率v0平動，則可（ ） A先開動P1適當時間，再開動P4適當時間 B先開動P3適當時間，再開動P2適當時間 C開動P4適當時間 D先開動P3適當時間，再開動P4適當時間,分析,開啟任何一個發(fā)動機都會使速度變大，先排除C,A先開動P1適當時間，再開動P4適當時間,B先開動P3適當時間，再開動P2適當時間,D先開動P3適當時間，再開動P4適當時間,V2V0,正確選項是A,作業(yè)7、,一架質(zhì)量為500kg的直

12、升機，其螺旋槳把空氣以50m/s的速度下推，恰使直升機停在空中，則每秒鐘螺旋槳所推下的空氣質(zhì)量為 千克。,先研究飛機,F舉=Mg=5000N,再研究空氣，動量定理,Ft=mV,F= m V/ t= F舉=5000N,m/t=F/V=100Kg,作業(yè)8、,爆竹點燃后豎直上升到離地20m的最高點處，恰好沿豎直方向炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，其中一塊經(jīng)1s落地，則另一塊經(jīng) s落地。,V1t+gt2/2=20,V1=15m/s,mV1+mV2=0,V2=-15m/s,上升1.5S下落1.5S回到最高點，再經(jīng)1S落地。,4,作業(yè)9、,質(zhì)量為1kg的物體從離地面5m高處自由落下，與地面碰撞后上升的最大高度為3.

13、2m，從下落到上升最高共用時間2s，則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_力為多少？（取g10m/s2）,與地面接觸的時間t=2-t下-t上,t=0.2s,動量的變化量P=m8-(-10)=18kgm/s,F舉 t =(F地-mg) t=18,F地=100N,作業(yè)10、,水平面上有兩個物體A和B，質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg，A與B相距9.5m，如圖所示。現(xiàn)A以10m/s的初速度向靜止的B運動，A與B發(fā)生正碰后仍沿原來方向運動。已知A在碰撞前后共運動6s而停下，A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為=0.1，問碰撞后B運行多少時間停止？（g取10m/s2）,分析,A先作勻減速運動， mAgS=m(V02-Va

14、2)/2 Va=9m/s, aA= g=1m/s2 t1=1s,t2=5s,V2=5m/s; 碰撞動量守恒 mAVa=mAV2+mbVb Vb=8m/s, tb=Vb/ g=8s,作業(yè)11、,靜止在太空的飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子形成向外發(fā)射的粒子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度。已知飛行器的質(zhì)量為M，發(fā)射的是2價氧離子，發(fā)射功率為P，加速電壓為U，每個氧離子的質(zhì)量為m，單位電荷的電量為e，不計發(fā)射氧離子后飛行器質(zhì)量的變化，求射出氧離子后飛行器開始運動的加速度大小。,分析,設在t時間內(nèi)發(fā)射N個氧離子 Pt=2UeN,由動量定理 Ft=mVN,可得 F=mVP/2Ue,

15、 2Ue=mV2/2,F=,a=,作業(yè)12、,如圖在光滑水平面上，有一質(zhì)量M120kg的小車，通過一根不可伸長的輕繩與另一質(zhì)量M225kg的拖車相連接，一質(zhì)量M315kg的物體放在拖車的平板上，物體與拖車間的動摩擦因數(shù)0.2，開始時拖車靜止，繩未被拉緊。如果小車以v03m/s的速度前進，求：（1）當M1、M2、M3以同一速度前進時，其速度的大小；（2）物體在拖車平板上移動的距離（設平板足夠長）。,分析,一定要注意繩子繃緊的過程動能有損失，此過程因為時間極短，所以剛繃緊時M3的速度為零。 先研究M1與M2， M1V0=（M1+M2）V2，V2=4/3m/s 再研究M1、M2和M3， M1V0=（ M1+M2+M3）V1， V1 = 1m/s. 在繩子繃緊后系統(tǒng)損失的機械能為,摩擦力乘以相對位移等于系統(tǒng)損失的機械能,mgS相對=（M1+M2）V12/2-（M1+M2+M3 ）V22/2=10J,S相對=10/（0.2150）=1/3m,全過程中系統(tǒng)損失機械能為,為什么S相對不等于2m呢？,作業(yè)13、,如