物理选修35碰撞与动量守恒知识点与习题(共6页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上碰撞与动量守恒一、动量和冲量【例1】质量为m的小球由高为H的、倾角为光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?图1【例3】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1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?二动量定理1求动量及动量变化的方法。【例1】以初速度v0平抛出一个质量为m的物体,抛出后t秒内物体的动量变化是多少?【例2】 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
2、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 C、I、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零1质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( D)A向下,m(v2 - v1)B向下,m(v2 + v1)C向上,m(v2 - v1)D向上,m(v2 + v1)2质量为m的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t1到达沙坑表面,又经过时间t2停在沙坑里。求:沙对小球的平均阻力F;小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。2用动量定理求解相关问题(1)简解多过程问题
3、。【例3】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。 .(2).求解平均力问题 【例4】质量是60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中已知弹性安全带缓冲时间为1.2s,安全带伸直后长5m,求安全带所受的平均冲量( g= 10ms2) (3)、求解曲线运动问题 【例5】以Vo 10ms2的初速度、与水平方向成300角抛出一个质量m2kg的小球忽略空气阻力的作用,g取10ms2
4、求抛出后第2s末小球速度的大小 (4)、求解流体问题 【例6】某种气体分子束由质量m=5.4X10-26kg速度V460m/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n01.5X1020个分子,求被分子束撞击的平面所受到的压强 (5)、对系统应用动量定理。系统的动量定理就是系统所受合外力的冲量等于系统总动量的变化。若将系统受到的每一个外力、系统内每一个物体的速度均沿正交坐标系x轴和y轴分解,则系统的动量定理的数学表达式如下:,【例7】如图所示, 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进,当速度为V0时拖车突
5、然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与路面的动摩擦因数为,那么拖车刚停下时,汽车的瞬时速度是多大?【例8】如图所示,矩形盒B的质量为M,放在水平面上,盒内有一质量为m的物体A,A与B、B与地面间的动摩擦因数分别1、2,开始时二者均静止。现瞬间使物体A获取一向右且与矩形盒B左、右侧壁垂直的水平速度V0,以后物体A在盒B的左右壁碰撞时,B始终向右运动。当A与B最后一次碰撞后,B停止运动,A则继续向右滑行距离S后也停止运动,求盒B运动的时间t。三动量守恒定律(1).动量守恒定律:一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。 即:(2)动量守恒定律成立的
6、条件系统不受外力或者所受外力之和为零;系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒。(3).动量守恒定律的表达形式:除了,即p1+p2=p1/+p2/外,还有:p1+p2=0,p1= -p2 和1根据动量守恒条件判定系统的动量是否守恒?【例1】如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中:A、动量守恒、机械能守恒 B、
7、动量不守恒、机械能不守恒C、动量守恒、机械能不守恒 D、动量不守恒、机械能守恒【例2】质量为M的小车中挂有一个单摆,摆球的质量为M0,小车和单摆以恒定的速度V0沿水平地面运动,与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此过程中,下列哪些说法是可能发生的( )A小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别为V1、V2和V3,且满足:(M+M0)V0=MV1+M1V2+M0V3;B摆球的速度不变,小车和木块的速度为V1、V2,且满足:MV0=MV1+M1V2;C摆球的速度不变,小车和木块的速度都为V,且满足:MV0=(M+M1)V;D小车和摆球的速度都变为V1,木块的速度变为V2,且满
8、足:(M+M0)V0=(M+M0)V1+M1V22分方向动量守恒【例3】 如图所示。质量为m的铅球以大小为v0仰角为的初速度抛入一个装着砂子的总质量为M的静止的砂车中,砂车与地面的摩擦不计,球与砂车的共同速度是多少? 2如图所示,木块A静置于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑,水平部分NP是粗糙的,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是( ) AA、B最终以同一速度(不为零)运动 BA、B最终速度均为零 CA物体冼做加速运动,后做减速运动 DA物体先做加速运动,后做匀速运动3如图所示,将一质量为lkg的物体在距离地面高5m处由静止自由下落,正好落在以5ms速度沿光滑水平
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