高二物理 冲量和动量 典型例题解析

高二物理 冲量和动量 典型例题解析

冲量和动量 典型例题解析 【例 1】 两个质量相等的物体分别沿高度相同，但倾角不同的光滑斜 面从顶端自由下滑到底端，在此过程中两物体具有相同的物理量是 [ ] A．重力的冲量 B．合力的冲量 C．动量的变化 D．速率的变化 解析：正确答案为 D 点拨：虽然它们所受的重力相同，但它们在斜面上运动的时间不同，所 受的合外力的大小和方向均不同，到达斜面底端时速度的方向不同， 物体到达斜面底端时的速度大小可由 ＝ ＝ 得 ＝ ，v 2as 2(gsin ) h sin v2   2gh 与斜面倾角无关． 【例 2】 质量为 0.4kg 的小球沿光滑水平面以 5m/s 的速度冲向墙壁， 被墙以 4m/s 的速度弹回，如图 49－1 所示，求 (1)小球撞击墙前后的动量分别是多少？ (2)这一过程中小球的动量改变了多少？方向怎样？ 解析：取向右为正方向，则 (1)小球撞击墙前的动量 p1＝mv1＝0.4×5＝2(kg·m/s)，动量为正， 表示动量的方向跟规定的正方向相同，即方向向右． 小球撞击墙后的动量 p2＝mv2＝0.4×(－4)＝－1.6(kg·m/s)．动量为 负，表示动量方向跟规定的正方向相反，即方向向左． (2) 此 过 程 中 小 球 动 量 的 变 化 Δ p ＝ p2 － p1 ＝ － 1.6 － 2 ＝ － 3.6(kg·m/s)，动量的变化为负，表示方向向左． 点拨：动量、动量的变化都是矢量，解题时要选取正方向，把矢量运算 简化为代数运算． 【例 3】 如图 49－2 所示在倾角θ＝37°的斜面上，有一质量 m＝5kg 的物体沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑 2s 的 时间内，物体所受各力的冲量． 点拨：对物体受力分析，确定各力的大小和方向．按 I＝Ft 可求得各力 的冲量，冲量的方向与该力的方向相同． 参考答案 重力的冲量 IG＝10N· s，方向竖直向下；弹力的冲量 IN＝80N·s，方 向垂直斜面向上；摩擦力的冲量 If＝16N·s，方向沿斜面向上． 【例 4】 将质量为 0.2kg 的小球以初速度 6m/s 水平抛出，抛出点离 地的高度为 3.2m，不计空气阻力．求： (1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量 (2)小球将要着地时的动量 (3)小球从抛出到它将要着地的过程中动量的变化 点拨：由平抛运动知识可求出运动时间和要着地时的水平速度和竖直速 度，从而求出重力的冲量和要着地时动量，求着地时动量既可以先将速度合 成后来求，也可先求出水平方向的动量和竖直方向的动量，然后将这两个方 向的动量按矢量合成的方法合成，得到所求的动量．小球在运动过程中的水 平方向的动量没有变化ΔPx＝0，竖直方向的动量变 化Δ ＝ ＝ ，方向向下，小球的动量变化Δ ＝ Δ ＋Δ ＝Δ ，注意不能简单地将小球着地时的动量值与初始动量值之差作为动 p mv m 2gh P p P p y y x 2 y 2 y 量的变化量，因为这两个动量的方向不同，不能按代数运算处理，只有在某 方向上选取了正方向后才可化为代数运算． 参考答案 (1)1.6N·s 方向竖直向下 (2)20kg·m/s 方向与水平面成 53°夹 角斜向下 (3)1.6kg·m/s 方向竖直向下 跟踪反馈 1．下列有关动量的说法中，正确的是 [ ] A．物体的动量发生变化，一定是物体的速率发生了变化 B．物体的动量发生变化，一定是物体的速度方向发生了变化 C．物体的运动状态发生变化，物体的动量一定发生变化 D．做曲线运动的物体，动量一定发生变化 2．一小球作自由落体运动，它在运动中相等的两段时间内 [ ] A．重力的冲量相同 B．动量变化相同 C．后一段时间内比前一段时间内动量变化大 D．后一段时间内比前一段时间内动量变化得快 3．甲、乙两物体沿一直线相向运动，甲的质量为 2kg，速度大小为 5m/s， 乙的质量为 5kg，速度大小为 2m/s，以甲的运动方向为正，则甲的动量为 _______kg·m/s，乙的动量为_______kg·m/s，两个物体的总动量为 _______kg·m/s． 4．以初速度大小 20m/s 竖直向上抛出一个物体，不计空气阻力，物体 的质量为 0.5kg，则抛出后当重力对小球的冲量达 15N·s 时，物体的动量 为_______kg·m/s，这一过程中物体的动量变化了_______kg·m/s． 参考答案 [ ] 1 CD 2 AB 3 10 10 0 4 5 13 15跟踪反馈 ． ． ． ；－ ； ． ；