人教版2019选择性必修第一册 1.2.2动量定理习题课(共31张PPT)

(共31张PPT)
第一章 动量守恒定律
第２节　动量定理习题课
动量 动量变化量 冲量
定义式
单位
矢量性
动量和冲量
I=Ft
N.s
与F的方向相同 (F的方向不变时)
p=mv
kg . m/s
与v方向一致
与Δv方向一致
Δp=mv2- mv1
= p2 - p1
kg . m/s
训练1:如图所示质量为m的物块沿倾角为θ的斜面由底端向上滑去，经过时间t1速度为零后下滑，又经过时间t2回到斜面底端，在整个运动过程中，重力对物块的总冲量为 (　　)
A．0
B．mgsin θ(t1＋t2)
C．mgsin θ(t1－t2)
D．mg(t1＋t2)
D　
某个力在一段时间内,做的功可以为零,但冲量不一定为零。
f=u（mg -Fsin θ)
AD
mg
N
f
=Fcos θ
训练2:
训练3: 如图，物体原先静止，用恒力 F1、F2 分别作用在物体上 t1、t2 时间，求物体受 F1、F2 的合冲量。
F1
F2
I合 = F1t1 + F2t2
冲量
功
区
别
公式
标、矢量
意义
正负
作用效果
单位
1.冲量与功的比较
某个力对物体有冲量,力对物体不一定做功；
某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量。
N·S
I=Ft
W=Fxcos θ
矢量
标量
N·m（J）
力对时间的积累, 对应一段时间
在F-t图像中可以用面积表示
力对位移的积累, 对应一段位移
在F-x图像中可以用面积表示
正负表示与正方向相同或相反
正负表示动力做功或阻力做功
改变物体的动量
改变物体的动能
F
t
O
F
t
x
F
O
F
x
2.
训练4:质量为m=2kg的物体，自倾角为 =370的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长度为s=12m,g=10m/s2,物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求:
(1)重力做的功和重力的冲量
(2)支持力做的功和支持力的冲量
(3)合力做的功和合力的冲量
θ
G
N
⑴ W G = mg ssin
=144J
IG=mgt= 40N.S
方向竖直向下
(2) W N= 0
IN=Nt= 32 N·s
方向垂直斜面向上
(3) W合=144J
I合= mgsin t = 24N.S
方向沿斜面向下
a= g sin =6m/s2
s=at2/2
t=2s

动量定理与牛顿第二定律的比较
(2)对于多过程问题,动量定理可用于全过程，而牛顿第二定律只能分过程使用.
应用牛顿第二定律和运动学公式解题时必须分过程逐一求出连接前后两过程的中间量—速度,求解过程较复杂;而应用动量定理,可以不必关心中间量,直接进行全过程分析,使问题求解变得简捷。
动量定理的适用范围
1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象：一般为单个物体；
4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；
训练5. （多选）把重物G压在纸上，用一水平力缓慢拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释现象的正确说法是( )
A.在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大
B.在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小
C.在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大
D.在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小
CD
F一定，t长则△P大，t短则△P小。
F合t=mvt-mv0=ΔP
f
训练6. (多选)杂技演员做高空表演时，为了安全常在下面挂一张很大的安全网，演员不小心从高处掉下落在网上，跟落在相同高度的地面上相比较，下列说法正确的是(　　)
A．下落的人与安全网接触时间较长，动量变化较慢
B．下落的人与安全网接触时间较长，网对人的作用力比落在地上的作用力较小
C．下落的人与安全网接触时间较长，人落在网上时动量变化较小
D．下落的人与安全网接触时间较长，人落在网上时动量变化较大
AB
F=Δp/Δt ,F就是动量的变化快慢
训练7：玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与水泥地撞击过程（ ）
A.玻璃杯的动量较大
B.玻璃杯受到的冲量较大
C.玻璃杯的动量变化较大
D.玻璃杯的动量变化较快
D
训练8：质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥植撞击的时间是0.055 s。撞击时，铁锤对柱的平均冲击力有多大
①以小球为研究对象，取碰撞前（向下）为正方向。
②碰撞前P=mv=40×10=400kgm/s
碰撞后速度为v′=0m/s,
p′=m v′=0kgm/s，（注意负号）
③带入公式P'-P=I
解：
而I=F（t'-t）
得：F×0.055=-400
解得：F=-8400N
负号表示力F的方向与初速度方向相反，力的大小为8400N
铁锤撞击前做自由落体运动，V2=2gh得铁锤碰前的速度为v=10m/s
课堂小结
1.从同一高度的平台上，抛出三个完全相同的小球，甲球竖直上抛，乙球竖直下抛，丙球平抛，三球落地时的速率相同，若不计空气阻力，则（　　）
A．抛出时三球动量不都相同，甲、乙动量相同，并均小于丙的动量
B．落地时三球的动量相同
C．从抛出到落地过程，三球受到的冲量均不相同
D．从抛出到落地过程，三球受到的冲量均相同
C
2.在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移x后，动量变为P，动能变为Ek，以下说法正确的是（　 　）
A．在F作用下，这个物体经过位移2x，其动量等于2p
B．在F作用下，这个物体经过时间2t，其动量等于2p
C．在F作用下，这个物体经过时间2t，其动能等于4Ek
D．在F作用下，这个物体经过位移2x，其动能等于2Ek
ACD
3.下列关于冲量的描述，正确的是（ ）
A．冲量是力与力的作用时间的乘积，是矢量
B．冲量的方向一定与力的方向一致
C．冲量是物体动量发生改变的原因
D．冲量的单位可以是kg m/s
ACD
4.关于力做功和力的冲量，下列说法正确的是（ 　）
A．作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功
B．如果作用力和反作用力都做功，则做的功大小一定相等
C．作用力和反作用力的冲量一定大小相等、方向相反
D．作用力的冲量不为零，其反作用力的冲量可能为零
C
5.质量为m的木箱放置在粗糙的水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始在地面上运动，经过时间t速度变为v，则在这段时间内（　　）
A．重力对物体的冲量为零
B．拉力F对物体的冲量大小为Ft
C．拉力F对物体的冲量大小为Ftcosθ
D．合外力对物体的冲量大小为mv
BD
6.材料相同质量不同的两滑块，以相同的初动能在同一水平面上运动，最后都停了下来。下列说法正确的是（ ）
A．质量大的滑块摩擦力做功多
B．质量大的滑块运动的位移大
C．质量大的滑块运动的时间长
D．质量大的滑块摩擦力冲量大
D
7.静止在光滑水平面上的物体，质量为m＝0.5kg，从0时刻起同时受到两个水平力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．前2s内F1的冲量为4N S
B．4s末物体的速度为0
C．物体做匀加速直线运动
D．4s内物体的的最大速度为4m/s
BD
8.一质量为0.5kg的小球以12m/s的速度竖直向下撞击水平地面，反弹后离开地面时的速度大小为8m/s，方向竖直向上。设小球与地面的作用时间为0.2s，g取10m/s2，则地面对小球的平均作用力大小为（　　）
A．10N B．15N
C．50N D．55N
D
9.如图所示，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端放上小球，用力把小球往下压后迅速放开，观察到小球被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计弹簧重力和空气阻力，在弹簧恢复原长的过程中（　　）
A．小球一直做加速运动
B．弹簧对小球做的功和对桌面做的功相等
C．弹簧对小球的冲量大小和对桌面的冲量大小相等
D．弹簧对小球的弹力做功的平均功率大于小球克服重力做功的平均功率
CD
10.质量为0.5kg的钢球从5.0m高处自由落下，与地面相碰后竖直弹起到达4.05m高处，整个过程经历2.0s，则钢球与地面碰撞时受到地面对它的平均作用力为（g＝10m/s2）（　　）
A．5N B．10 N
C．95 N D．100 N
D
11.质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。重力加速度g＝10m/s2（不计空气阻力）
（1）撞击水泥桩前铁锤的速度为多少？
（2）撞击时，桩对铁锤的平均冲击力的大小是多少？
v=10m/s
F=8400N
12.质量是60kg的人参加蹦极表演，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来．已知安全带的缓冲时间是1.6s，安全带原长3.2m，取g＝10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为多少？
F=900N
13.煤矿中用高压水流对着煤层冲击，依靠水流的强大的冲击力可将煤层击落下来，从而达到采煤效果，设水的密度为ρ，水枪口的横截面积为S，水从水枪口喷出的速度为v，水平直射到煤层后速度变为零，则煤层受到水的平均冲力大小为？
F=ρv2S
14.一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，车祸中车内人的质量约60kg，据测算两车相撞前的速度约为30m/s，求：
（1）人受到的平均作用力是多大？
（2）若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体作用时间是1.0s，求这时人体受到的平均平均作用力为多大？
F=5.4×104N
F=1.8×103N
学以致用