高考物理复习动量定理的应用.doc

高考物理复习动量定理的应用动量定理的应用一：用动量定理解释生活中的现象[例1]竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出又要保证粉笔不倒应该缓缓、小心地将纸条抽出还是快速将纸条抽出?说明理由。[解析]纸条从粉笔下抽出粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出还是缓缓抽出粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt粉笔原来静止初动量为零粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。如果缓慢抽出纸条纸条对粉笔的作用时间比较长粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大粉笔动量的改变也比较大粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性粉笔上端还没有来得及运动粉笔就倒了。如果在极短的时间内把纸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。动量定理的应用二：用动量定理解曲线运动问题[例2]以速度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碰求它在5s内的动量的变化.(g=10m/s2)。[解析]此题若求出末动量再求它与初动量的矢量差则极为繁琐.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Δp=Ft=mgt=1×10×5=50kg·m/s。[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。动量定理的应用三：用动量定理解决打击、碰撞问题打击、碰撞过程中的相互作用力一般不是恒力用动量定理可只讨论初、末状态的动量和作用力的冲量不必讨论每一瞬时力的大小和加速度大小问题。[例3]蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种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)[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度方向向下大小。弹跳后到达的高度为h2刚离网时速度方向向上大小接触过程中运动员受到向下的重力mg和网对其向上的弹力F.选取竖直向上为正方向由动量定理得:。由以上三式解得:代入数值得:F=1.2×103N。动量定理的应用四：用动量定理解决连续流体的作用问题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分析方法很难奏效.若构建柱体微元模型应用动量定理分析求解则曲径通幽“柳暗花明又一村”。[[例4]]有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行突然进入一密度为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.欲使飞船保持原速度不变试求飞船的助推器的助推力应增大为多少?(已知飞船的正横截面积S=2m2)[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.设飞船对微陨石的作用力为F由动量定理得则。根据牛顿第三定律可知微陨石对飞船的撞击力大小也等于20N.因此飞船要保持原速度匀速飞行助推器的推力应增大20N。动量定理的应用五：动量定理的应用可扩展到全过程物体在不同阶段受力情况不同各力可以先后产生冲量运用动量定理就不用考虑运动的细节可“一网打尽”干净利索。[[例5]]质量为m的物体静止放在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撤去力F后物体减速前进直至静止问:物体运动的总时间有多长?[[解析]]本题若运用牛顿定律解决则过程较为繁琐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理有故。[点评]本题同学们可以尝试运用牛顿定律来求解以求掌握一题多解的方法同时比较不同方法各自的特点这对今后的学习会有较大的帮助。动量定理的应用六：动量定理的应用可扩展到物体系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。[[例6]]质量为M的金