高中物理动量典型例题.doc
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1、动量典型例题典型例题冲量相等时物体的运动情况例1如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动( )A、可能是匀变速运动 B、可能是匀速圆周运动C、可能是匀变速曲线运动 D、可能是匀变速直线运动分析及解:冲量是力及时间的乘积,在任何相等的时间内冲量都相同,也就是物体受到的力恒定不变,所以物体做匀变速运动,其轨迹可以是直线的也可以是曲线的答案为A、C、D下落物体的重力冲量例2 一个质量为5kg的物体从离地面80m的高处自由下落,不计空气阻力,在下落这段时间内,物体受到的重力冲量的大小是( )A200Ns B150Ns C100Ns D250Ns分析及解:根据冲量的定义 在这个过程
2、中重力的大小是一个定值,只需求出这个过程所用的时间即可 答案:C冲量公式的简单应用例3 一匹马通过不计质量的绳子拉着货车从甲地到乙地,在这段时间内,下列说法中正确的是:( )A、马拉车的冲量大于车拉马的冲量 B、车拉马的冲量大于马拉车的冲量C、两者互施的冲量大小相等 D、无法比较冲量大小分析及解:在这个过程中,马对车的拉力,及车对马的拉力是一对作用力及反作用力,大小总是相等的,根据冲量的定义,时间也相同,所以冲量的大小是相等的答案:C关于动量的矢量计算例4 质量为5kg的小球以5ms的速度竖直落到地板上,随后以3ms的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )A10kg
3、ms B10kgms C40kgms D40kgms分析及解:动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正初动量 kgm/s末动量 kgms动量的变化 kgms答案:D关于抛体运动物体的重力冲量例5 质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛出,初速度为10ms,从抛出到落地过程中,重力的冲量是( )A60Ns B80Ns C100Ns D120Ns分析及解:在这个过程中,小球所受重力恒定不变,只需求出这个过程的时间即可 答案:C动量大小及速度的关系例6 质量为60kg以1m/s速度步行的人和以800m/s速度飞行的质量为0.01kg的子弹,哪个动量大?解:人 子弹 即:人的动量大课本
4、例题分析及设疑例7 一个质量是0.1kg的钢球,以6 ms的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6ms的速度水平向左运动(如图)碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?分析:动量是矢量,它的大小和(或)方向发生了变化,动量就发生了变化,碰撞前后虽然钢球速度大小没有变化,都是6ms,但速度的方向发生了变化,动量的方向及速度的方向相同,动量的方向也发生了变化,所以钢球的动量发生了变化解:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度 m/s,碰撞前钢球的动量为:碰撞后钢球的速度 m/s,碰撞后钢球的动量为碰撞前后钢球动量的变化为动量的变化 也是矢量,求得的数值为负值,表示
5、的方向及所取的正方向相反, 的方向水平向左。结论:碰撞前后物体仍在同一条直线上运动,可先设一个正方向,末动量 和初动量p可据此用正、负值表示,则动量的变化 却可用代数方法求出习题精选1、关于冲量和动量,下列说法正确的是( )A冲量是反映力的作用时间累积效果的物理量 B动量是描述物体运动状态的物理量C冲量是物理量变化的原因 D冲量方向及动量方向一致2、质量为m的物体放在水平桌面上,用一个水平推力F推物体而物体始终不动,那么在时间t内,力F推物体的冲量应是( )Av BFt Cmgt D无法判断3、古有“守株待兔”寓言,设兔子头受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子及树桩作用时间为0.2
6、s,则被撞死的兔子其奔跑的速度可能( )( )A1m/s B1.5m/s C2m/s D2.5ms4、某物体受到一2Ns的冲量作用,则( )A物体原来的动量方向一定及这个冲量的方向相反 B物体的末动量一定是负值C物体的动量一定减少 D物体的动量增量一定及规定的正方向相反5、下列说法正确的是( )A物体的动量方向及速度方向总是一致的 B物体的动量方向及受力方向总是一致的C物体的动量方向及受的冲量方向总是一致的 D冲量方向总是和力的方向一致6、质量为1kg的小球沿着光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁,又以 4m/s的速度反向弹回,则球在撞墙过程中动量变化的大小是_,动量变化的方向是_7、有一质量为
7、m的物体,沿一倾角为 的光滑斜面由静止自由滑下,斜面长为L,则物体到达斜面底端的过程中,重力的冲量大小为_,方向_;弹力的冲量大小为_,方向_;合外力的冲量大小为_;方向_参考答案:1、ABC2、B3、C4、D5、AD 6、9kgm/s,及末速度方向相同。7、 ,竖直向下; ,垂直斜面向上; ,沿斜面向下。典型例题由动量定理判断物体的冲量变化例1 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
8、量 D、无法判断分析及解:本题中甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量,而在这个过程中甲、乙两物体所受合外力均为摩察力,那么由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于动量的增量,由题中可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同答案:B由动量大小判断外力大小例2 质量为0.1kg的小球,以10ms的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7ms的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( )A30NB30NC170ND170N分析及解在撞击过程中小球的动量发生了变化,而这个变化等于小球所受合外力的冲量,
9、这个合外力的大小就等于钢板对钢球作用力的大小(此时可忽略小球的重力) 答案:D由速度变化判断冲量例3 质量为m的钢球自高处落下,以速率 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为 ,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( )A向下, B向下, C向上, D向上, 分析及解:在小球碰撞到弹起的过程中,小球速度变化的方向是向上的,所以小球受到地面冲量的方向一定是向上的,在忽略小球重力的情况下,地面对小球冲量的大小等于小球动量的变化以竖直向上为正方向 答案:D小球下落到软垫时受到的平均作用力例4一质量为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
10、0.2s,则这段时间内软垫对小球的冲量为(g取 ,不计空气阻力)解析:根据动量定理,设向上为正 由、得到 Ns题目本身并没有什么难度,但一部分学生在学习中练习此类问题时却屡做屡错原因是:(1)对基本概念和基本规律没有引起重视;(2)对动量定理等号左边I的意义不理解;(3)对此类问题中重力的取舍不清楚题目中所给的0.2s并没有直接用上,但题目中的0.2s告诉我们作用时间t较长,重力作用不能忽略,我们可以进一步剖析此题由题目中所给的0.2s时间,可以求出软垫对小球的冲力为: N,而重力为 N。相差不了多少重力不能忽略而假设作用的时间为0.002s时,则: N,及重力mg相比, ,重力可以忽略点拔:
11、在处理此类问题时,若作用时间极短,大约小于0.01s,计算中可以忽略重力影响,若时间较长,则重力的影响是不能忽略的应用动量定理忽略中间过程例5质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体及桌面的动摩擦因数为 ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t解析:解法一、见图物体的运动可分为两个阶段,第一阶段受两个力F、f的作用,时间 ,物体由A运动到B速度达到 ;第二阶段物体只受f的作用,时间为 ,由B运动到C,速度由 变为O设向右为正,据动量定理:第一阶段: 第二阶段: 两式相加: ,代入上式,可求出: 解法二:如果用 ,把两个阶段当成一个过程来看:F作用
12、时间, 则作用了 时间,动量变化 点拨:物体动量的变化等于各个力在各段时间上积累总的效果,即: 习题精选(一)1、在下列各种运动中,任何相等的时间内物体动量的增量总是相同的有( )A、匀加速直线运动B、平抛运动 C、匀减速直线运动D、匀速圆周运动2、对物体所受的合外力及其动量之间的关系,叙述正确的是:( )A、物体所受的合外力及物体的初动量成正比;B、物体所受的合外力及物体的末动量成正比;C、物体所受的合外力及物体动量变化量成正比;D、物体所受的合外力及物体动量对时间的变化率成正比3、把重物G压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着物体一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这
13、些现象的正确说法是:( )A、在缓慢拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力大;B、在迅速拉动纸带时,纸带给物体的摩擦力小;C、在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大; D、在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小4、从同一高度的平台上,抛出三个完全相同的小球,甲球竖直上抛,乙球竖直下抛,丙球平抛三球落地时的速率相同,若不计空气阻力,则( )A、抛出时三球动量不是都相同,甲、乙动量相同,并均不小于丙的动量B、落地时三球的动量相同C、从抛出到落地过程,三球受到的冲量都不同D、从抛出到落地过程,三球受到的冲量不都相同5、若质量为m的小球从h高度自由落下,及地面碰撞时间为 ,地面对小球的平均作用力大小为F,则在碰撞
14、过程中(取向上的方向为正)对小球来说( )A、重力的冲量为 B、地面对小球的冲量为 C、合力的冲量为 D、合力的冲量为 6、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上,这样做是为了( )A、减小运动员的动量变化B、减小运动员所受的冲量C、延长着地过程的作用时间D、减小着地时运动员所受的平均冲力7、质量为1kg的小球从高20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5m,小球接触软垫的时间为1s,在接触时间内,小球受到的合力大小(空气阻力不计 ) 为( )A、10N B、20N C、30N D、40N答案:1、ABC 2、D 3、CD 4、C 5、BD 6、CD 7、C(二)1、关于冲量和动
15、量,下面说法错误的是( )A冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量 B动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冲量的方向及动量的方向一致2、物体在恒力作用下运动,下列说法正确的是( )A动量的方向及受力的方向相同 B动量的方向及冲量的方向相同C动量的增量方向及受力的方向相同 D动量变化率的方向及速度方向相同3、从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地面上易碎,而掉在软垫上不易碎,这是因为落到水泥地上时( )A受到的冲量大B动量变化快 C动量变化量大D受到地面的作用力大4、如图所示,物体受到大小为10牛,及地面成60夹角的拉力F的作用在光滑的地面上滑行,在F作用的3s时间内( )AF的冲
16、量大小为3Ns BF的冲量大小为15NsC物体的动量变化为30kgm D物体质量不知,故上述情况无法确定5、质量为1kg的足球以10m 的速度及球门相撞,碰撞时间是0.1s,碰后以8m 的速度沿相应的方向弹回,以足球入射方向为正方向,球门对足球的平均作用力是_。6、以10m 的初速度在月球上竖直上抛一个质量为0.5kg的石块,它落在月球表面上的速率也是10m ,在这段时间内,石块速度的变化量为_,其方向是_,它的动量的增量等于_,其方向是_,石块受到的月球引力的冲量是_,方向是_。7、质量为10kg物体作直线运动,其速度图像如图所示,则物体在前10s内和后10s内所受外力冲量分别是( )A10
17、0Ns,100NsB0,100Ns C100Ns,100NsD0,100Ns8、质量50kg的粗细均匀的横梁,以A为轴,B端以绳悬吊,使之水平,如图所示。AB长60cm,一个1kg的钢球从离AB0.8m自由落下,撞击在横梁上离A20cm处,回跳0.2m,撞击时间为0.02s,则钢球撞击横梁时B端绳子受力大小为_N( )9、质量为50kg的特技演员从5m高墙上自由落下,着地后不再弹起,假如他能承受的地面支持力最大为体重的4倍,则落地时他所受到的最大合力不应超过_N,为安全计,他落地时间最少不应少于_(g取10m )10、一宇宙飞船以 的速度进入密度为 的陨石灰之中,如果飞船的最大截面积为5 ,且
18、近似认为陨石灰及飞船碰撞后都附在船上,则飞船保持匀速运动所需的平均动力为_N参考答案1、D 2、C 3、BD 4、A 5、180N 6、 ;向下; ;向下;10Ns;向下7、D8、350N9、1500N;0.33s10、 N典型例题关于碰撞系统的动量守恒例1质量为2m的物体A,以一定的速度沿光滑水平面运动,及一静止的物体B碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A的速度的23,则物体B的质量为( )Am B2m C3m D 分析及解在碰撞的过程中,A,B物体构成的系统,动量守恒,并且碰撞后两者具有共同的速度设碰撞前A的速度为 ,碰撞后两者共同的速度为 ,B物体质量为M 答案:A微观粒子的
19、动量守恒的应用例2一个不稳定的原子核,质量为M,处于静止状态,当它以速度 释放一个质量为m的粒子后,则原子核剩余部分的速度为( )AB C D 分析及解:在这个过程中原子核和它释放出的粒子构成的系统,满足动量守恒定律且总动量大小为零,选取 的方向为正方向 方向及 的方向相反答案:C空中爆炸物体的平抛运动例3 向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度仍沿原来的方向,那么下列说法中正确的是( )A、b的速度方向一定及原速度方向相反 B、从炸裂到落地这段时间内,a飞行距离一定比b大C、a、b一定同时到达水平地面 D、a、b受到的爆炸
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