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动量守恒定律全章复习:深入解析动量、冲量与碰撞的关系

更新时间:2024-06-19 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

《动量守恒定律》全章回顾 动量p=mv 冲量I=Ft 反冲 动量守恒定律体系:Δp=0 碰撞 爆炸 相互作用力 冲量 弹性碰撞:动能守恒 非弹性碰撞:动能减少 完全非弹性碰撞:最大动能损失 普遍适用的知识结构 动量定理 矢量作用时间极短,内部动量守恒 外部作用力 概念对照--动量与动能 定义 P=mv 性质 状态 矢量状态标量变化大小关系 P=2mE/2m 对于同一个物体:P变化,Ek不一定变化。若初速度不为零,则ΔEkΔP2/2m 点评: 动量与冲量关系密切,决定物体克服阻力能运动多长时间;动能与功关系密切,决定物体克服阻力能运动多远。 定义 I = FtW = FScosα 过程矢量过程标量力在时间上的积累力在位移(空间)上的积累大小关系 W 为零,I 不一定为零;I 为零,W 肯定为零思考:a. 比较一对作用力和反作用力的总冲量和总功。b. 正负物理量的意义。 概念对比-冲量与功的解决方法 恒定力最好,“定义公式”是首选 使用“平均力”或“动量定律定理” 使用“恒定功率”或“动能定理” 动量定律与动能定律的比较 定理 动量定理 动能定理 公式性质 过程矢量公式 过程标量公式 正负指定正方向,每项都有解题程序 确定对象,分析过程,知道始末 分析力,确定正方向 分析力,确定所做功 选择定律,列出方程,找出结论,并作出解释 动量守恒定律与机械能守恒定律的比较 动量守恒定律 机械能守恒定律 公式性质 过程矢量公式 过程标量公式 正负指定正方向,每项都有正和解题程序 确定对象,分析过程,知道始末 分析力,确定正方向,确定所做功,设定零高度 选择定律,列出方程,找出结论,并作出解释方程,得出结论,并作出解释p1k1注意:两个守恒定律都对惯性参考系(地面)有效。Agn物理好资源网(原物理ok网)

1、一质点受到外力作用,设受力前后的动量分别为P1和P2,动量的变化量为ΔP,速度的变化量为ΔV,则A.P1=-P2是不可能的;B.ΔP垂直于P1,是可能的;C.ΔP垂直于ΔV,是可能的;D.ΔP0,速度不变,是可能的。 2、下列说法中,正确的是: (A)合外力作用于物体的冲量等于物体动量的变化量) (C)合外力作用于物体的动量越大,物体的动量越大 (D)合外力作用于物体的方向始终与动量相同 3、一质量为2kg的物体以2m/s的速度作匀加速直线运动,经过2s后,其动量变为8kg.m/s。 那么物体所受的合外力的大小可能等于2N(B)物体所受的合外力的大小可能等于6N(C)物体所受的冲量的大小可能等于20N.s(D)物体所受的冲量的大小可能等于12N.s 4.一个质量为1kg的物体做直线运动,它的v-t图如图所示,前4s和后4s内此物体所受的合外力冲量分别是A.8Ns,8Ns B.8Ns,-8Ns C.0,8Ns D.0,-8Ns5.如图所示,两块木块A、B的质量比为3:2。 他们原本静止在平板小车C上。A、B之间有一压缩的轻弹簧。A、B与平板小车上表面之间的动摩擦因数相同,地面光滑。当突然松开弹簧时,A、B在小车上滑动,小车上有:沙子。求此时小车的速度。Agn物理好资源网(原物理ok网)

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60解:系统在水平方向不受外力作用,水平动量守恒。取v2方向为正方向,有:1.一轻弹簧两端连接两个小球,两球静止在光滑水平地面上,两球分别有质量m1、m2。现给一小球一个水平瞬时冲量I,求弹簧的最大弹性势能。分析与解:给一小球一个瞬时冲量I,使它获得一个速度vo=I/m1,当m1、m2速度相等时,弹簧的变形最大,即此时弹簧的弹性势能最大。由动量守恒定律m1v0=(m1+m2)v,可解:Ep=m2I2/2m1(m1+m2)15.平静的水面上有一艘小船,船上载有人。 船和人的共同质量为M,站在船上的人手中握着质量为m的物体,起初人以共同速度V0向前运动,当人把物体以相对于船的速度u向反方向抛出时,人和船的速度是多少?(不考虑水的阻力)分析:以人、船、物体组成的系统为研究对象,由于不考虑水的阻力,系统动量守恒,船速方向为正方向。 设物体抛出后,人与船的速度均为v,那么根据动量守恒定律可得: (m+M)v0=Mv+m(-u) 违反同一性原理 (m+M)v0=Mv+m(v+u) 违反矢量性原理 (m+M)v0=Mv+m(v0-u) 违反同时性原理 分析:以人、船、物体组成的系统为研究对象,由于水的阻力可以忽略不计,因此系统动量守恒,取船速方向为正方向。设物体抛出后,人与船的速度均为v,根据动量守恒定律可得: (m+M)v0=Mv+m(vu) 注意:应用动量守恒定律解题时: (1)矢量性:选取正方向,将矢量运算转化为代数运算; (2) 同一性:所有速度必须相对于同一参考系(一般是相对于地面); (3) 同时性:等式同一侧的所有速度必须同时出现。Agn物理好资源网(原物理ok网)

16.如图所示,一排人站在一条沿x轴的水平轨道旁,原点O两侧的人的号码记为n(n=1,2,3,......),每人只有一个沙袋,x>0一侧的每个沙袋质量为m=14kg,x<0一侧的每个沙袋质量为m'=20kg。一辆质量为M=48kg的小车从原点出发,沿x正方向滑行。 忽略轨道阻力,当汽车经过一个人身边时,该人以水平速度v沿汽车反方向沿车面扔一个沙袋到汽车上,u的大小等于扔沙袋前汽车瞬时速度的2n倍(n为人的人数) (1)空车启动后,当在车上堆放若干个沙袋时,汽车向反方向滑行 (2)汽车上到底有多少个大沙袋和小沙袋? 分析:这道题并没有告诉汽车的初速度,其实汽车上沙袋的数量和汽车的初速度无关,这是因为汽车速度越快,沙袋反向速度越大。另外,用动量守恒定律来逐一计算这道题很麻烦动量守恒公式联立解,抓住动量是状态量的特性,就可以巧妙地解决这个问题。 解答:(1)假设空车出发后,在车上反方向堆放n个沙袋。那么第n个沙袋在抛出前的动量为:[M+(n-1)m]Vn,其中Vn为车子经过第n个人时的速度。根据题意,m(2nVn)>[M+(n-1)m]Vn。解得n>34/14=2.4。因为n是整数,所以取n=3。(2)同理可得:[M+3m+(n'-1)m']Vn'=m'(2n'Vn')。最后结果是车上一共有N=3+8=11个沙袋。Agn物理好资源网(原物理ok网)

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18、在光滑的水平冰面上,一质量为M的小孩和一质量为m的木箱均静止不动。若小孩用力推木箱,木箱会以速度V(相对于地面)向前滑动。那么,小孩在推木箱的过程中做了多少功? 答:根据水平动量守恒定律,mv+Mv'=0,所以v'=-mv/M。所以,根据动能定律,小孩所作的功为:W=(mv2+Mv'2)/2=m(m+M)v2/2M20、一块质量为M,长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其左端放置一块质量为m,长为m的小木块A。 现在以地面为参考系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度,使得A开始向右移动,B开始向左移动,但最后A就是不从B板上滑落下来。求小木块A从起点向右移动的最远距离。 分析与解:A受到摩擦力的作用(向左),于是先向右减速到速度VA=0(此时相对地面向右移动的位移最大),然后向左加速,直到与B有相同的速度V2。B受到摩擦力的作用(向右),不断向左减速,直到与A有相同的速度V2,此后A、B都匀速运动。 解:设左为正方向,A相对地面向右移动的最大位移S。 对于系统整个过程,根据动能定理有: -fL=(m+M)V 根据动量守恒定律MV具有同样的速度方向。若m=M,则两个物体最终都会静止下来。 21、在一光滑水平面上,有两块木块A、B并排放置。已知MA=500g,MB=300g。一质量为m=80g的小铜块C,以初水平速度v0=25m/s在A表面开始滑动。由于C与A、B间的摩擦力,铜块C停在B上,B、C一起以v=2.5m/s的速度向前移动。求:木块A的最终速度VA'=? C离开A时的速度VC'=? 分析与解: C离开A之前,C同时作用于A和B,即A、B速度相等; C离开A后,C作用于B动量守恒公式联立解,A做匀速直线运动。Agn物理好资源网(原物理ok网)

A、B、C组成的系统在水平方向不受外力作用,即水平动量守恒: mv0=(MB+m)v+MAVA' 由上式可知,当C离开A时,VA'=VB'=[mv0-(MB+m)v]/MA=……=2.1m/s 在C离开A之前,A、B、C组成的系统动量守恒: mv0=(MA+MB)VA'+mVC' 解得:VC' =[mv0-(MA+MB)VA']/m=……=4m/s 22、如图所示,汽车A的质量与车内人的质量均为M=50kg。汽车A与人从静止状态开始从斜坡上h=0.45m高度滑下,继续沿水平面滑行,此时质量为m =1.8m/s。两车以恒定的速度相向而行。 为了避免两车相撞,在距离合适的情况下,A车上的人必须以一定的速度跳到B车上。忽略空气阻力和地面摩擦力,求人从A车跳下时相对于地面的速度(g=10m/s)。为避免两车相撞,人从A车跳到B车上后,必须倒车,要求B车向反方向行驶。v 人从A车跳下后,A车的运动有两种情况:(1)人从A车跳下后,A车仍按原方向运动。设跳下人的速度为v ′。 以人与车A为研究体系,由动量守恒定律可知,人跳车前后,3m2gh 50210 当人跳上车B时,以人与车B为研究体系,由动量守恒定律可知,′<4.8m/s 所以,人跳下车A时,相对于地面的速度应为:3.8m/sv4.8m/s 10090Agn物理好资源网(原物理ok网)

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