動力學的普遍定理之一。內(nèi)容為物體動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:如果一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變,這個結(jié)論叫做動量守恒定律。今天A加未來小編就帶大家解析一下A-level物理知識點動量定理在考試中的一些常見題型,來看看你都能夠應對嗎?
[一、用動量定理解曲線運動問題]
[例1]以速度v0水平拋出一個質(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)的動量的變化.(g=10 m/s2)。
[解析]此題若求出末動量,再求它與初動量的矢量差,則極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力,故所求動量的變化等于重力的沖量.則
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m/s。
[點評]①運用Δp=mv-mv0求Δp時,初、末速度必須在同一直線上,若不在同一直線,需考慮運用矢量法則或動量定理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,需用動量定理I=Δp求解I
[二、用動量定理解決打擊、碰撞問題]
打擊、碰撞過程中的相互作用力,一般不是恒力,用動量定理可只討論初、末狀態(tài)的動量和作用力的沖量,不必討論每一瞬時力的大小和加速度大小問題。
[例2]蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目.一個質(zhì)量為60 kg的運動員,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.已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.4 s.試求網(wǎng)對運動員的平均沖擊力.(取g=10 m/s2)
[解析]將運動員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點,從高h1處下落,剛接觸網(wǎng)時速度方向向下,大小。
彈跳后到達的高度為h2,剛離網(wǎng)時速度方向向上,大小,
接觸過程中運動員受到向下的重力mg和網(wǎng)對其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向,由動量定理得:。
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,粉筆受到紙條對它的滑動摩擦力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,初動量為零,粉筆的末動量用mv表示.根據(jù)動量定理有:μmgt=mv。
如果緩慢抽出紙條,紙條對粉筆的作用時間比較長,粉筆受到紙條對它摩擦力的沖量就比較大,粉筆動量的改變也比較大,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動,粉筆就倒了。
如果在極短的時間內(nèi)把紙條抽出,紙條對粉筆的摩擦力沖量極小,粉筆的動量幾乎不變.粉筆的動量改變得極小,粉筆幾乎不動,粉筆也不會倒下。
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本章來源:Alevel課程
本章標題:A-level物理知識點動量定理的常見應用題型解析
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