20xx粵教版高中物理選修3-5第一章物體的碰撞動量動量守恒定律-資料下載頁
2024-12-08 11:07本頁面
【導(dǎo)讀】學(xué)案2動量動量守恒定律。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]，知道彈性碰撞和非彈性碰撞.動量、沖量的概念，知道動量的變化量也是矢量.，會用其。來解釋和計算碰撞、緩沖等現(xiàn)象．。碰撞，作用前后不沿同一直線運動，稱為斜碰．。4．碰撞：碰撞就是兩個或兩個以上的物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用。的過程．其最主要特點是：相互作用時間短，作用力變化快和作用力峰值大等．。統(tǒng)的動能相等，我們稱它為彈性碰撞．。若兩個球碰撞后它們的形變不能完全恢復(fù)原狀，這時將有一部分動能最終會轉(zhuǎn)變?yōu)?。的速度的乘積叫做物體的動量．動量是一個矢量，用符號p表示．它的方向和速度的方。向相同．在國際單位制中，動量的單位是千克米每秒，符號是kg·m·s－1.物體所受合力的沖量等于物體動量的改變量，這個關(guān)系叫做動量定理，其表達式為。F·Δt＝mv′－mv.碰撞稱為完全非彈性碰撞，碰撞過程能量損失最多．
【正文】 圖 3 A．大小為 m(v2－ v1)，方向與 v1方向相同 B．大小為 m(v2＋ v1)，方向與 v1方向相同 C．大小為 m(v2－ v1)，方向與 v2方向相同 D．大小為 m(v2＋ v1)，方向與 v2方向相同 答案 D 解析 在球拍拍打網(wǎng)球的過程中，選取 v2方向為正方向，對網(wǎng)球運用動量定理有 I＝ mv2－ (－ mv1)＝ m(v2＋ v1)，即拍子對網(wǎng)球作用力的沖量大小為 m(v2＋ v1)，方向與 v2方向相同．本題答案為 D. 9．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 m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面 m高處．已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為 s．若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。?(g取 10 m/s2) 答案 10 3 N 解析 將運動員看做質(zhì)量為 m的質(zhì)點，從高 h1處下落 ，剛接觸網(wǎng)時速度的大小 v1＝ 2gh1(豎直向下 )． 彈跳后到達的高度為 h2，剛離網(wǎng)時速度的大小 v2＝ 2gh2(豎直向上 )． 選向上為正方向． 由動量定理得 (F－ mg)Δ 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的撐竿跳高運動員從 h＝ m 高處落到海綿墊子上，經(jīng) Δ t1＝ 1 s后停止，則該運動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，則沙坑對運動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 以全過程為研究對象，初、末動量的數(shù)值都是 0，所以運動員的動量變化量為零，根據(jù)動量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運動的知識，運動員下落的時間是 t＝ 2hg ＝ 1 s 下落到海綿墊子上時， 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的球沿地面向東運動，速度大小為 10 m/，球向東的速度減小為 8 m/． (2)若這個球以 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量變化量和動能變化量． 答案 見解析 解析 (1)選取向東的方向為正方向，則初速度 v1＝ 10 m/s，末速度 v2＝ 8 m/s 動量變化量 Δ p＝ p2－ p1＝ mv2－ mv1 ＝ (8 － 10) kgm/s ＝－ kgm/s 即動量變化量大小為 kgm/s ，方向向西 動能變化量為 Δ Ek＝ Ek2－ Ek1＝ 12mv22－ 12mv21 ＝ 12(8 2－ 102) J＝－ J 負號表示外力對物體做負功，物體動能減少． (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 ＝－ kgm/s 即動量變化量大小為 kgm/s ，方向向西 (與初動量方向相反 ) 動能變化量為 Δ Ek′ ＝ 12mv2′ 2－ 12mv1′ 2＝ 0. 12．一輛轎車強行超車時，與另一輛迎面駛來的轎車相撞，兩車相撞后，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了 m，據(jù)測算兩車相撞前速度約為 30 m/： (1)試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約 60 kg的人受到的平均沖力是多大？ (2)若 此人系有安全帶，安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是 1 s，求這時人體受到的平均沖力為多大？ 答案 (1)10 4 N (2)10 3 N 解析 (1)兩車相撞時認為人與車一起做勻減速運動直到停止，位移為 m. 設(shè)運動的時間為 t，根據(jù) s＝ v02t，得 t＝ 2sv0＝ 130 s. 根據(jù)動量定理 Ft＝ Δ p＝ mv0，得 F＝ mv0t ＝ 6030130 N＝ 10 4 N. (2)若人系有安全帶，則 F′ ＝ mv0t′ ＝ 60301 N＝ 10 3 N
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