动量定理典型例题

时间:2021-01-06 08:45:58 手机站 来源:网友投稿

动量定理典型例题

典型例题 1——由动量定理判断物体的冲量变化

甲、乙两个质量相同的物体, 以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动, 乙物体

先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是( ).

A、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量

B、两个物体受到的冲量大小相等

C、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量

D、无法判断

分析与解: 本题中甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量,而在这个

过程中甲、 乙两物体所受合外力均为摩察力, 那么由动量定理可知, 物体所受合外力的冲量等于动量的增量,由题中可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同.

答案: B.

典型例题



2——由动量大小判断外力大小

质量为 0.1kg 的小球,以 10m/ s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以 7m/ s

速度被反向弹回,设撞击的时间为 0.01s ,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受

到的平均作用力为( ).

A. 30N B .- 30N C . 170N D .- 170N



分析与解: 在撞击过程中小球的动量发生了变化,而这个变化等于小球所受合外力的冲量,

这个合外力的大小就等于钢板对钢球作用力的大小. (此时可忽略小球的重力)

I p

F t mv2 mv1

F 0.01 0.1 ( 7) 0.1( 10)

F 170N

答案: D.

典型例题 3——由速度变化判断冲量

质量为 m 的钢球自高处落下, 以速率 v1 碰地,竖直向上弹回, 碰撞时间极短离地的速率为

v2 ,

在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ).

A.向下, m(v1

v2 )

B

.向下, m(v1

v2 )

C.向上, m(v1

v2 )

D

.向上, m(v1

v2 )

分析与解: 在小球碰撞到弹起的过程中, 小球速度变化的方向是向上的, 所以小球受到地面

冲量的方向一定是向上的, 在忽略小球重力的情况下, 地面对小球冲量的大小等于小球动量

的变化.

以竖直向上为正方向.

I mv2 m( v1 )

I m( v2 v1)

答案: D.

典型例题 4——小球下落到软垫时受到的平均作用力

一质量为 100g 的小球从 0.8m 高处自由下落到一个软垫上, 若从小球接触软垫到小球陷至最

低点经历了 0.2s ,则这段时间内软垫对小球的冲量为( g 取 10m / s2 ,不计空气阻力)

解析:根据动量定理,设向上为正.

( F mg)t ( mv0 ) ①

v02 gh

由①、②得到 F t

0.6 N· s

题目本身并没有什么难度,但一部分学生在学习中练习此类问题时却屡做屡错.原因是:

1)对基本概念和基本规律没有引起重视;

2)对动量定理等号左边 I 的意义不理解;

3)对此类问题中重力的取舍不清楚.

题目中所给的 0.2s 并没有直接用上,但题目中的 0.2s 告诉我们作用时间 t 较长,重力作用

不能忽略,我们可以进一步剖析此题.

由题目中所给的 0.2s 时间,可以求出软垫对小球的冲力为:

0.6

F 3 N,而重力为 mg 1 N.相差不了多少.重力不能忽略.

0.2

而假设作用的时间为



0.002s



时,则:

F 300 N,与重力



mg相比,



F



mg ,重力可以忽略.

点拔:在处理此类问题时,若作用时间极短,大约小于



0.01s



,计算中可以忽略重力影响,

若时间较长,则重力的影响是不能忽略的.

典型例题 5——应用动量定理忽略中间过程

质量为 m 的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为

,有一水平恒力

作用于物体上,并使之加速前进,经

t1 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间

t .

解析:

解法一、见图.物体的运动可分为两个阶段,第一阶段受两个力

F 、 f

的作用,时间 t1

物体由 A 运动到 B 速度达到 1;第二阶段物体只受

f

的作用,时间为

t

2

,由

B

运动到

C

v

速度由 v1 变为0.

设向右为正,据动量定理:

第一阶段: ( F

f )t1

mv1

mv0 mv1 ①

第二阶段:

f

t1 0

mv1

mv1 ②

两式相加:

F t1

f (t1

t2 )

0

mg ,代入上式,可求出:

(F

mg)t1

t2

mg

∴ t总 t1

t2

Ft1

mg

解法二:如果用

I F1 t1 F2 t 2 Fn tn

P ,把两个阶段当成一个过程来看:

作用 t1 时间,

mg 则作用了 t总 时间,动量变化

P 0

F t1 mgt总 0

F t1

t总

mg

点拨:物体动量的变化等于各个力在各段时间上积累总的效果,即:

F1 t1 F2 t 2 Fn tn P

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