高考物理关于动量定理的应用

高考物理关于动量定理的应用 [一、 用动量定理解释生活中的现象] [例 1] 竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出，又要保证粉笔不倒，应该缓缓、小心地将纸条抽出，还是快速将纸条抽出?说明理由。 [解析] 纸条从粉笔下抽出，粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力 μmg 作用，方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出，还是缓缓抽出，粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中，粉笔受到摩擦力的作用时间用 t 表示，粉笔受到摩擦力的冲量为 μmgt，粉笔原来静止，初动量为零，粉笔的末动量用 mv 表示.根据动量定理有:μmgt=mv。 假如缓慢抽出纸条，纸条对粉笔的作用时间比较长，粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大，粉笔动量的改变也比较大，粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性，粉笔上端还没有来得及运动，粉笔就倒了。 假如在极短的时间内把纸条抽出，纸条对粉笔的摩擦力冲量微小，粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得微小，粉笔几乎不动，粉笔也不会倒下。 [二、 用动量定理解曲线运动问题] [例 2] 以速度 v0 水平抛出一个质量为 1 kg 的物体，若在抛出后 5 s 未落地且未与其它物体相碰，求它在 5 s 内的动量的变化.(g=10 m/s2)。 [解析] 此题若求出末动量，再求它与初动量的矢量差，则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力，故所求动量的变化等于重力的冲量.则 Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg?m / s。 [点评] ① 运用 Δp=mvmv0 求 Δp 时，初、末速度必须在同一直线上，若不在同一直线，需考虑运用矢量法则或动量定理 Δp=Ft 求解 Δp.② 用 I=F?t 求冲量，F 必须是恒力，若 F 是变力，需用动量定理 I=Δp 求解 I。 [三、 用动量定理解决打击、碰撞问题] 打击、碰撞过程中的相互作用力，一般不是恒力，用动量定理可只讨论初、末状态的动量和作用力的冲量，不必讨论每一瞬时力的大小和加速度大小问题。 [例 3] 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为 60 kg 的运动员，从离水平网面 3.2 m 高处自由落下，触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 1.8 m 高处.已知运动员与网接触的时间为 1.4 s.试求网对运动员的平均冲击力.(取 g=10 m/s2) [解析] 将运动员看成质量为 m 的质点，从高 h1 处下落，刚接触网时速度方向向下，大小 。 弹跳后到达的高度为 h2，刚离网时速度方向向上...