好好学习,天天向上,物理好资源网(原物理ok网)欢迎您!
当前位置:首页 > > 信息公告 > 内容页

(每日一题)方向恒定的变力的冲量计算

2023-12-15 16:45:05信息公告30

一、动量与冲量概念的理解及大小的估算ePr物理好资源网(原物理ok网)

1.动量、动能、动量变化量的比较ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例1】关于动量的变化,下述说法正确的是()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.做直线运动的物体速率减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.做直线运动的物体速率增大时如何判断角动量守恒知乎,动量的增量Δp的方向与运动方向相反ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.物体的速率大小不变时,动量的增量Δp为零ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例2】(2017浙江上高县第一中学初一下学期开学考试)ePr物理好资源网(原物理ok网)

物体的动量变化量的大小为5kg·m/s,这说明()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.物体的动量在减少ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.物体的动量在减小ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.物体的动量大小一定变化ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.物体的动量大小可能不变ePr物理好资源网(原物理ok网)

2.冲量的理解与估算ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)恒力的冲量估算ePr物理好资源网(原物理ok网)

恒力的冲量可直接按照定义式来估算如何判断角动量守恒知乎,即由I=Ft而得。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)对于在同一方向上随时间均匀变化的力,可以用平均力估算冲量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)方向恒定的变力的冲量估算。ePr物理好资源网(原物理ok网)

如力F的方向恒定,而大小随时间变化的情况,如图所示ePr物理好资源网(原物理ok网)

则该力在时间t=t2-t1内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部份的“面积”。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(4)通常变力的冲量估算ePr物理好资源网(原物理ok网)

在小学数学中,通常变力的冲量一般是利用于动量定律来估算的。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(5)若过程中有多个力分别作用,可分时间段先求出各个时间段内各个力的冲量,之后得出整个过程中力的冲量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(6)合力的冲量估算ePr物理好资源网(原物理ok网)

几个力的合力的冲量估算,既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和,又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

失分预警动量和冲量都是矢量,估算时一定要指明方向。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例3】如图所示,竖直面内有一个固定圆环,MN是它在竖直方向上的半径.两根光滑导轨MP、QN的端点都在圆周上,MP>QN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速率释放,在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中,下述说法中正确的是()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.合力对两滑块的冲量大小相同ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.重力对a滑块的冲量较大ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.弹力对a滑块的冲量较小ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.两滑块的动量变化大小相同ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例4】以初速率v0竖直向下抛出一个质量为m的物体,空气阻力不可忽视.关于物体遭到的冲量,以下说法错误的是()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.物体上升和升高两个阶段遭到重力的冲量方向相反ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.物体上升和增长两个阶段遭到空气阻力的冲量方向相反ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.物体在增长阶段遭到重力的冲量小于上升阶段遭到重力的冲量ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向上ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例5】如图所示,在夹角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端,有一质量m=1.0kg、可视为质点的物体,以v0=6.0m/s的初速率沿斜面上滑。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体的初动量和沿斜面向下运动的加速度大小;ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体在沿斜面运动的过程中,物体克服重力所做功的最大值;ePr物理好资源网(原物理ok网)

怎么看角动量守恒_如何判断角动量守恒知乎_如何判断角动量守恒定律ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)物体在沿斜面向下运动至返回到斜面底端的过程中,重力的冲量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

二、动量定律的理解与应用ePr物理好资源网(原物理ok网)

1.动量定律理解的要点ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)矢量式.ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)F既可以是恒力也可以是变力.ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)冲量是动量变化的诱因.ePr物理好资源网(原物理ok网)

(4)由Ft=p′-p,得F=(p′-p)/t=(Δp)/t,即物体所受的合力等于物体的动量对时间的变化率.ePr物理好资源网(原物理ok网)

2.应用动量定律解题的步骤ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)明晰研究对象和研究过程ePr物理好资源网(原物理ok网)

研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统,系统内各物体可以是保持相对静止的,也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)进行受力剖析ePr物理好资源网(原物理ok网)

只剖析研究对象以外的物体施加给研究对象的力,所有外力之和为合外力。研究对象内部的互相斥力(内力)会改变系统内某一物体的动量,但不影响系统的总动量,因而毋须剖析内力。若果在所选取的研究过程的不同阶段中物体的受力情况不同,则要分别估算它们的冲量,之后求它们的矢量和。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)规定正方向ePr物理好资源网(原物理ok网)

因为力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维的情况下,列式前可以先规定一个正方向,与规定的正方向相同的矢量为正,反之为负。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(5)依据动量定律列式求解。ePr物理好资源网(原物理ok网)

3.应用动量定律解题的注意事项ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)动量定律的表达式是矢量式,列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系(即要注意各个量的正负)。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)动量定律中的冲量是合外力的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,也可以是各力冲量的矢量和,还可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)应用动量定律可以只研究一个物体,也可以研究几个物体组成的系统。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(4)初态的动量p是系统各部份动量之和,末态的动量p′也是系统各部份动量之和。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(5)对系统各部份的动量进行描述时,应当选定同一个参考系,不然求和无实际意义。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【题型一】用动量定律解释现象ePr物理好资源网(原物理ok网)

对于与动量定律相关的现象,解释时须要从物体动量变化与斥力、作用时间的关系两个角度剖析。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小.ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小.ePr物理好资源网(原物理ok网)

剖析问题时,要把那个量一定,那个量变化厘清楚.ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例6】人从高处跳到低处时,为了安全,通常都是让足尖先着地,这是为了()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.减少地面对人的冲量ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.使人的动量变化减少ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.减少地面对人的力道ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.减小人对地面的浮力,起到安全保护作用ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例7】下列对几种化学现象的解释中,正确的是()ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.砸钉寅时不用橡皮锤,只是由于橡皮锤太轻ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.跳高时在沙坑里填沙,是为了减少冲量ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.在伞车时推不动是由于推力的冲量为零ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.动量相同的两个物体遭到相同的刹车力的作用,两个物体将同时停出来ePr物理好资源网(原物理ok网)

【题型二】用动量定律求变力的冲量问题ePr物理好资源网(原物理ok网)

变力的冲量不能直接套用公式I=Ft(类似于功的估算式W=Fxcosθ)求解,要求解变力冲量(类似于求解变力做功)可选择的方式有:平均值法,即求出变力的平均力,再代入公式I=Ft求出变力的冲量。只是平均力能够应用公式:F=(F1+F2)/2,一定要注意其使用条件,千万不能乱套公式。F—t图像法:画出F一t图像,算出该图像与横座标(时间轴)包围的面积就是所求的冲量。另外还有微元法等等不一而足,只是这种方式都有相应的条件,只有符合这种特定的条件能够使用上述这种方式,有较大的局限性,故求解变力冲量的基本技巧是应用动量定律求解。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【一题多解】ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例8】如图所示,质量为m=2kg的物体,在水平力F=16N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动。已知物体与水平面间的动磨擦质数μ=0.2,若F作用t1=2s后撤掉,撤掉F后又经t2=2s,物体与竖直墙上相撞,若物体与墙面作用时间t3=0.1s,碰撞后反向弹回的速率v′=6m/s,求墙上对物体的平均斥力大小。(g取10m/s2)ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例9】(2017湖南天一大统考)如图所示,某人身系弹性绳自高空P点自由下落,a点是弹性绳的原长位置,b点是人静止悬挂时的平衡位置,c点是人所能抵达的最高点,若把P点到a点的过程称为过程I,由a点到c点的过程称为过程II,不计空气阻力,下述说法正确的是ePr物理好资源网(原物理ok网)

如何判断角动量守恒定律_怎么看角动量守恒_如何判断角动量守恒知乎ePr物理好资源网(原物理ok网)

A.过程II中人的机械能守恒ePr物理好资源网(原物理ok网)

B.过程II中人的动量的改变量大小等于过程I中重力的冲量大小ePr物理好资源网(原物理ok网)

C.过程II中人的动能渐渐减少到零ePr物理好资源网(原物理ok网)

D.过程I中人的动量的改变量等于重力的冲量ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例10】一质量为0.5kg的小物块置于水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示,一物块以v0=9m/s的初速率从A点沿AB方向运动,在与墙面碰撞前顿时的速率为7m/s,碰后以6m/s的速率反向运动直到静止,g取10m/s2。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)求物块与地面间的动磨擦质数μ。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均斥力的大小F。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)求物块在反向运动过程中克服磨擦力所做的功W。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【题型三】用动量定律解决连续流体的作用问题——微元法+流量求时间ePr物理好资源网(原物理ok网)

所谓的连续作用体是指作用对象是连续不断的无数个微粒,如风或则水流等,解决这种问题的关键是找到互相作用的研究对象,因而对其列举相应的动量定律多项式即可。ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)对于流体,通常选择一薄片流体作为微元。若流体与固体互相作用,可选择与固体接触部份的薄片流体作为微元进行研究。ePr物理好资源网(原物理ok网)

在动量定律的相关估算中,若物体所受冲力远小于物体重力,通常忽视重力。ePr物理好资源网(原物理ok网)

应用步骤:ePr物理好资源网(原物理ok网)

⑴先选定一个薄片为研究对象,其质量为△mePr物理好资源网(原物理ok网)

⑵再用“流量”来求“作用时间△t”ePr物理好资源网(原物理ok网)

①1S内流出的液柱的长为vePr物理好资源网(原物理ok网)

②1S内流出的液柱的容积为SvePr物理好资源网(原物理ok网)

③1S内流出的液柱的质量为ρSvePr物理好资源网(原物理ok网)

④薄片与物体的作用时间ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例11】(2016课标1卷)某游乐园入口旁有一喷泉,喷吐的火柱将一质量为M的q版玩具稳定地悬停在空中。为估算便捷起见,假定火柱从横截面积为S的喷管持续以速率v0竖直向下喷吐;玩具顶部为平板(面积略小于S);火柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速率变为零,在水平方向朝四周均匀飘动。忽视空气阻力。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。求ePr物理好资源网(原物理ok网)

(i)喷泉单位时间内喷吐的水的质量;ePr物理好资源网(原物理ok网)

(ii)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷管的高度。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例12】如图所示,用高压水枪喷吐的强力火柱冲击矿体。设火柱半径为D,水流速率为v,火柱垂直矿体表面,火柱冲击矿体后水的速率为零。求:ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)高压水枪的功率;ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)火柱对煤的平均力道。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【题型四】用动量定律巧解电量问题ePr物理好资源网(原物理ok网)

无论是在磁场还是在电磁感应现象中,安培力都饰演着一个十分重要的角色,非常是一个导体遭到的合外力仅为安培力时,对导体棒由动量定律可得IBL△t=△p,设这段时间内通过导体棒某一横截面的电量为q,按照电压硬度的定义式可得:q=I△t。联立以上两式可得:qLB=△p。这一推论有着十分广泛而巧妙的应用。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例13】如图所示,长为L,内阻为r=0.30Ω、质量为m=0.10kg的金属棒CD垂直跨搁在坐落水平面上的两条平行光滑金属滑轨上,两滑轨宽度也为L,金属棒与滑轨间接触良好,滑轨内阻不计,滑轨上端接有电阻R=0.50Ω的内阻.阻值为0~3.OA的电压表串接在一条滑轨上,阻值为0~1.OV的电流表接在内阻R的两端.垂直滑轨平面的匀强磁场向上穿过平面。现以往右恒定外力F使金属棒往右联通。当金属棒以V=2.0m/s的速率在滑轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个水表刚好满偏,而另一个水表未满偏。问:ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)此满偏的水表是哪些表?说明理由.ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)带动金属棒的外力F多大?ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)若此时撤掉外力F,金属棒将逐步慢出来,最终停止在滑轨上.求从撤掉外力到金属棒停止运动的过程中通过内阻R的电量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【题型五】图象信息的动量定律问题ePr物理好资源网(原物理ok网)

对于以速率图像给出的解题信息可以得出加速度、任意时刻的速率和一段时间内的位移;对于以F—t图像给出的解题信息,可以得出该力在一段时间内的冲量。ePr物理好资源网(原物理ok网)

【典例14】一物体放到水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速率v随时间t的变化关系如图3所示.求:ePr物理好资源网(原物理ok网)

(1)0~8s时间内拉力的冲量;ePr物理好资源网(原物理ok网)

(2)0~6s时间内物体的位移;ePr物理好资源网(原物理ok网)

(3)0~10s时间内,物体克服磨擦力所做的功.ePr物理好资源网(原物理ok网)