20xx粵教版高中物理選修3-5第一章物體的碰撞動(dòng)量動(dòng)量守恒定律(存儲(chǔ)版)
【正文】 ： v2＝ 2gh2＝ 4 m/s 方向向上 取豎直向上為正方向，如圖所示，碰撞過程由動(dòng)量定理得： (F－ mg)Δ t＝ mv2－ (－ mv1) 解得 Δ t≈ s (2)由于小球與地板碰撞無機(jī)械能損失， 故碰撞后小球的速度： v2′ ＝ 5 m/s，方向向上 取豎直向上為正方向， 由動(dòng)量定理得 (F′ － mg)Δ t′ ＝ mv2′ － (－ mv1) 解得 F′ ＝ 55 N 由牛頓第三定律得小球?qū)?地板的平均沖力大小為 55 N，方向豎直向下． 答案 (1) s (2)55 N，方向豎直向下 物體的碰撞 動(dòng)量??????? 碰撞 ??? 特點(diǎn)：作用時(shí)間短，作用力變化快，作用力峰值大分類????? 彈性碰撞非彈性碰撞沖量：力與作用時(shí)間的乘積： I＝ Fs D． 0，－ 10 Nm/s ，方向向西 動(dòng)能變化量為 Δ Ek＝ Ek2－ Ek1＝ 12mv22－ 12mv21 ＝ 12(8 2－ 102) J＝－ J 負(fù)號(hào)表示外力對(duì)物體做負(fù)功，物體動(dòng)能減少． (2)選與墻壁碰前的方向 (向東 )為正方向 v1′ ＝ 8 m/s v2′ ＝－ 8 m/s Δ p′ ＝ mv2′ － mv1′ ＝ ( － 8－ 8) kgm/s ＝－ kgs ，－ 10 Nm/s. 即羽毛球的動(dòng)量變化量大小為 kgΔ 矢 量，方向與 力 F的方向相同． (2)沖量是 過程 (填 “ 過程 ” 或 “ 狀態(tài) ”) 量，反映的是力在一段時(shí)間 內(nèi)的積累效果． 2．動(dòng)量 (1)動(dòng)量的定義式： p＝ mv，動(dòng)量是 矢 量，方向與 速度 v的方向相同． (2)動(dòng)量是 狀態(tài) (填 “ 過程 ” 或 “ 狀態(tài) ”) 量，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)必須明確是哪個(gè)物體在哪一狀態(tài) (時(shí)刻 )的動(dòng)量． (3)動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，它們的表達(dá)式分別為 p＝ mv和 Ek＝ 12mv2.動(dòng)量是矢量，而動(dòng)能是 標(biāo)量． 當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí)，物體的動(dòng)量發(fā)生變化，而動(dòng)能不一定發(fā)生變化． (4)動(dòng)量的變化 (Δ p) Δ p＝ p′ － p為矢量式． ① 若 p′ 、 p不在一條直線上，要用 平行四邊形定則 求矢量差． ② 若 p′ 、 p在一條直線上，先規(guī)定 正方向 ，再用正、負(fù)號(hào)表示 p′ 、 p的方向，則可用Δ p＝ p′ － p＝ mv′ － mv進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算． ③ 動(dòng)量變化的方向：與 速度變化 的方向相同． 3．動(dòng)量定理 (1)動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式： Fmm/s p2＝ mv2＝－ 510 － 3 kgΔ t，方向與力的方 向相同動(dòng)量：質(zhì)量與速度的乘積： p＝ mv，方向與速度的方向 相同動(dòng)量定理： Fs 答案 D 解析 由題圖可知，在前 10 s內(nèi)物體初、末狀態(tài)的動(dòng)量相等， p1＝ p2＝ 5 kgm/s ＝－ kgΔ t＝ m [v2－ (－ v1)] 由以上各式解得 F＝ mg＋ m 2gh2＋ 2gh1Δ t 代入數(shù)據(jù)得 F＝ 10 3 N 10．質(zhì)量 m＝ 70 kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從 h＝ m 高處落到海綿墊子上，經(jīng) Δ t1＝ 1 s后停止，則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力約為多少？如果是落到普 通沙坑中，經(jīng) Δ t2＝ s停下，則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多少？ (g 取 10 m/s2) 答案 1 400 N 7 700 N 解析 以全過程為研究對(duì)象，初、末動(dòng)量的數(shù)值都是 0，所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，運(yùn)動(dòng)員下落的時(shí)間是 t＝ 2hg ＝ 1 s 下落到海綿墊子上時(shí)， mg(t＋ Δ t1)－ F Δ t1＝ 0 代入數(shù)據(jù)，解得 F ＝ 1 400 N 下落到沙坑中， mg(t＋ Δ t2)－ F′ Δ t2＝ 0 代入數(shù)據(jù)，解得 F′ ＝ 7 700 N. [創(chuàng)新應(yīng)用題組 ] 11． (1)質(zhì)量為 kg的球沿地面向東運(yùn)動(dòng)，速度大小為 10 m/，球向東的速度減小為 8 m/． (2)若這個(gè)球以 8 m/s的速度與豎直墻壁碰撞，碰后的速度反向 (向西 )大小也為 8 m/s.求球與墻壁碰撞前后的動(dòng)量變化量和動(dòng)能變化量． 答案 見解析 解析 (1)選取向東的方向?yàn)檎较?，則初速度 v1＝ 10 m/s
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