A-level物理知識(shí)點(diǎn)動(dòng)量定理的常見應(yīng)用題型解析

 

　　動(dòng)力學(xué)的普遍定理之一。內(nèi)容為物體動(dòng)量的增量等于它所受合外力的沖量即Ft=mΔv，即所有外力的沖量的矢量和。其定義為：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。今天A加未來小編就帶大家解析一下A-level物理知識(shí)點(diǎn)動(dòng)量定理在考試中的一些常見題型，來看看你都能夠應(yīng)對(duì)嗎？

　　[一、用動(dòng)量定理解曲線運(yùn)動(dòng)問題]

　　[例1]以速度v0水平拋出一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體，若在拋出后5 s未落地且未與其它物體相碰，求它在5 s內(nèi)的動(dòng)量的變化.(g=10 m/s2)。

　　[解析]此題若求出末動(dòng)量，再求它與初動(dòng)量的矢量差，則極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力，故所求動(dòng)量的變化等于重力的沖量.則

　　Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m/s。

　　[點(diǎn)評(píng)]①運(yùn)用Δp=mv-mv0求Δp時(shí)，初、末速度必須在同一直線上，若不在同一直線，需考慮運(yùn)用矢量法則或動(dòng)量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求沖量，F(xiàn)必須是恒力，若F是變力，需用動(dòng)量定理I=Δp求解I

　　[二、用動(dòng)量定理解決打擊、碰撞問題]

　　打擊、碰撞過程中的相互作用力，一般不是恒力，用動(dòng)量定理可只討論初、末狀態(tài)的動(dòng)量和作用力的沖量，不必討論每一瞬時(shí)力的大小和加速度大小問題。

　　[例2]蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.一個(gè)質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由落下，觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面1.8 m高處.已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.4 s.試求網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖擊力.(取g=10 m/s2)

　　[解析]將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從高h(yuǎn)1處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度方向向下，大小。

　　彈跳后到達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時(shí)速度方向向上，大小，

　　接觸過程中運(yùn)動(dòng)員受到向下的重力mg和網(wǎng)對(duì)其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理得:。

　　由以上三式解得:，

　　代入數(shù)值得:F=1.2×103 N。

　　[三、用動(dòng)量定理解釋生活中的現(xiàn)象]

　　[例3]豎立放置的粉筆壓在紙條的一端.要想把紙條從粉筆下抽出，又要保證粉筆不倒，應(yīng)該緩緩、小心地將紙條抽出，還是快速將紙條抽出?說明理由。

　　[解析]紙條從粉筆下抽出，粉筆受到紙條對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力μmg作用，方向沿著紙條抽出的方向.不論紙條是快速抽出，還是緩緩抽出，粉筆在水平方向受到的摩擦力的大小不變.在紙條抽出過程中，粉筆受到摩擦力的作用時(shí)間用t表示，粉筆受到摩擦力的沖量為μmgt，粉筆原來靜止，初動(dòng)量為零，粉筆的末動(dòng)量用mv表示.根據(jù)動(dòng)量定理有:μmgt=mv。

　　如果緩慢抽出紙條，紙條對(duì)粉筆的作用時(shí)間比較長，粉筆受到紙條對(duì)它摩擦力的沖量就比較大，粉筆動(dòng)量的改變也比較大，粉筆的底端就獲得了一定的速度.由于慣性，粉筆上端還沒有來得及運(yùn)動(dòng)，粉筆就倒了。

　　如果在極短的時(shí)間內(nèi)把紙條抽出，紙條對(duì)粉筆的摩擦力沖量極小，粉筆的動(dòng)量幾乎不變.粉筆的動(dòng)量改變得極小，粉筆幾乎不動(dòng)，粉筆也不會(huì)倒下。

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