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2017北京物理高考試卷,北京高考物理加油站

2020-06-21 13:46:21  來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理

  2017北京物理高診斷卷,北京高考物理加油站

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  高考物理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)之動(dòng)量定理的應(yīng)用

  動(dòng)量定理是力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng),使物體的動(dòng)量發(fā)生改變,適用的范圍很廣,它的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是物體系;它不僅適用于恒力情形,而且也適用于變力情形,尤其在解決作用時(shí)間短、作用力大小隨時(shí)間變化的打擊、碰撞等問(wèn)題時(shí),動(dòng)量定理要比牛頓定律方便得多,本文試從幾個(gè)角度談動(dòng)量定理的應(yīng)用。

  [一、 用動(dòng)量定理解釋生活中的現(xiàn)象]

  [例 1] 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(shuō)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(guò)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(lái)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(zhǎng),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(méi)有來(lái)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。

  [二、 用動(dòng)量定理解曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題]

  [例 2] 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(xiàn)上,若不在同一直線(xiàn),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。

  [三、 用動(dòng)量定理解決打擊、碰撞問(wèn)題]

  打擊、碰撞過(guò)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(wèn)題。

  [例 3] 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(guò)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。 

  

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