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高考数学知识点备考之动量定律的六种应用

更新时间:2023-09-14 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

【#高考# 导语】成功的花儿,其间沾满了拼搏的汗水和泪水。然而,用眼泪和泪水就可以实现一切的美好。无忧考网整理中考化学知识点备考之动量定律的六种应用,今天你进步了吗?If4物理好资源网(原物理ok网)

动量定律是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的严打、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律便捷得多,本文试从几个角度谈动量定律的应用。If4物理好资源网(原物理ok网)

[一、用动量定理解释生活中的现象]If4物理好资源网(原物理ok网)

[例1]竖立放置的粉笔压在字条的一端.要想把字条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将字条抽出,还是快速将字条抽出?说明理由。If4物理好资源网(原物理ok网)

[解析]纸条从粉笔下抽出,粉笔遭到字条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向顺着字条抽出的方向.不论字条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向遭到的摩擦力的大小不变.在字条抽出过程中,粉笔遭到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔遭到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原先静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定律有:μmgt=mv。If4物理好资源网(原物理ok网)

如果平缓抽出字条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔遭到字条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大什么情况用动量定理,粉笔的底端就获得了一定的速率.由于惯性,粉笔下端还没有来得及运动,粉笔就倒了。If4物理好资源网(原物理ok网)

如果在极短的时间内把字条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。If4物理好资源网(原物理ok网)

[二、用动量定律解曲线运动问题]If4物理好资源网(原物理ok网)

[例2]以速率v0水平抛出一个质量为1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相撞,求它在5s内的动量的变化.(g=10m/s2)。If4物理好资源网(原物理ok网)

[解析]此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为冗长.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量.则If4物理好资源网(原物理ok网)

Δp=Ft=mgt=1×10×5=50kg·m/s。If4物理好资源网(原物理ok网)

[点评]①运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。If4物理好资源网(原物理ok网)

[三、用动量定理解决严打、碰撞问题]If4物理好资源网(原物理ok网)

打击、碰撞过程中的互相斥力,一般不是恒力,用动量定理可只讨论初、末状态的动量和斥力的冲量,不必讨论每一瞬时力的大小和加速度大小问题。If4物理好资源网(原物理ok网)

定理动量情况用什么符号_什么情况用动量定理_定理动量情况用什么表达If4物理好资源网(原物理ok网)

[例3]蹦床是运动员在一张紧绷的弹性网上蹦跳、翻滚并做各类空中动作的运动项目.一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处.已知运动员与网接触的时间为1.4s.试求网对运动员的平均冲击力.(取g=10m/s2)If4物理好资源网(原物理ok网)

[解析]将运动员看成质量为m的质点,从高h1处下落,刚接触网时速率方向向上,大小。If4物理好资源网(原物理ok网)

弹跳后抵达的高度为h2,刚离网时速率方向向下,大小,If4物理好资源网(原物理ok网)

接触过程中运动员遭到向上的重力mg和网对其向下的弹力F.选取竖直向下为正方向,由动量定律得:。If4物理好资源网(原物理ok网)

由以上三式解得:,If4物理好资源网(原物理ok网)

代入数值得:F=1.2×103N。If4物理好资源网(原物理ok网)

[四、用动量定理解决连续流体的作用问题]If4物理好资源网(原物理ok网)

在日常生活和生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的剖析方式很难奏效.若建立柱体微元模型应用动量定理剖析求解,则曲径通幽,“柳暗花明又一村”。If4物理好资源网(原物理ok网)

[[例4]]有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行,突然步入一密度为ρ=1×10-7kg/m3的微陨石尘区,假设微陨石尘与飞船碰撞后即附着在飞船上.欲使飞船保持原速率不变,试求飞船的助推器的助推力应减小为多少?(已知飞船的正横截面积S=2m2)If4物理好资源网(原物理ok网)

[解析]选在时间Δt内与飞船碰撞的微陨石尘为研究对象,其质量应等于底面积为S,高为vΔt的直柱体内微陨石尘的质量,即m=ρSvΔt,初动量为0,末动量为mv.设飞船对微陨石的斥力为F,由动量定理得If4物理好资源网(原物理ok网)

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则。If4物理好资源网(原物理ok网)

根据牛顿第三定律可知,微陨铁对飞船的撞击力大小也等于20N.因此,飞船要保持原速率匀速飞行,助推器的推力应减小20N。If4物理好资源网(原物理ok网)

[五、动量定律的应用可扩充到全过程]If4物理好资源网(原物理ok网)

物体在不同阶段受力情况不同,各力可以先后形成冲量,运用动量定律,就不用考虑运动的细节,可“一网打尽”,干净利索。If4物理好资源网(原物理ok网)

定理动量情况用什么符号_什么情况用动量定理_定理动量情况用什么表达If4物理好资源网(原物理ok网)

[[例5]]质量为m的物体静止放到足够大的水平桌面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力F作用在物体上,使之加速前进,经t1s撤掉力F后,物体减速前进直到静止,问:物体运动的总时间有多长?If4物理好资源网(原物理ok网)

[[解析]]本题若运用牛顿定律解决则过程较为繁杂,运用动量定理则可一气呵成,一目了然.由于全过程初、末状态动量为零,对全过程运用动量定律,有If4物理好资源网(原物理ok网)

故。If4物理好资源网(原物理ok网)

[点评]本题朋友们可以尝试运用牛顿定律来求解,以求把握一题多解的方式,同时比较不同方式各自的特征,这对今后的学习会有较大的帮助。If4物理好资源网(原物理ok网)

[六、动量定律的应用可扩充到物体系]If4物理好资源网(原物理ok网)

尽管系统内各物体的运动情况不同,但各物体所受冲量之和仍等于各物体总动量的变化量。If4物理好资源网(原物理ok网)

[[例6]]质量为M的金属块和质量为m的铁块通过细线连在一起,从静止开始以加速度a在水底下沉,经时间t1,细线破裂,金属块和铁块分离,再经过时间t2铁块停止下沉,此时金属块的速率多大?(已知此时金属块还没有碰究竟面.)If4物理好资源网(原物理ok网)

[[解析]]金属块和铁块作为一个系统,整个过程系统遭到重力和压强的冲量作用,设金属块和铁块的压强分别为F浮M和F浮m,木块停止时金属块的速率为vM,取竖直向下的方向为正方向什么情况用动量定理,对全过程运用动量定理得If4物理好资源网(原物理ok网)

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细线破裂前对系统分析受力有If4物理好资源网(原物理ok网)

,②If4物理好资源网(原物理ok网)

联立①②得。If4物理好资源网(原物理ok网)

综上,动量定量的应用十分广泛.仔细地理解动量定律的数学意义,潜心地探究它的典型应用,对于我们深入理解有关的知识、感悟方式,提高运用所学知识和技巧剖析解决实际问题的能力很有帮助.If4物理好资源网(原物理ok网)

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