高中物理動量定理的知識點(diǎn)
在學(xué)習(xí)中,是不是聽到知識點(diǎn),就立刻清醒了?知識點(diǎn)也不一定都是文字,數(shù)學(xué)的知識點(diǎn)除了定義,同樣重要的公式也可以理解為知識點(diǎn)。你知道哪些知識點(diǎn)是真正對我們有幫助的嗎?以下是小編精心整理的高中物理動量定理的知識點(diǎn),歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
[一、 用動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?說明理由。
[解析] 紙條從粉筆下抽出,粉筆受到紙條對它的滑動摩擦力mg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.在紙條抽出過程中,粉筆受到摩擦力的作用時間用t表示,粉筆受到摩擦力的沖量為mgt,粉筆原來靜止,初動量為零,粉筆的末動量用mv表示.根據(jù)動量定理有:mgt=mv。
如果緩慢抽出紙條,紙條對粉筆的作用時間比較長,粉筆受到紙條對它摩擦力的沖量就比較大,粉筆動量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了一定的速度.由于慣性,粉筆上端還沒有來得及運(yùn)動,粉筆就倒了。
如果在極短的時間內(nèi)把紙條抽出,紙條對粉筆的摩擦力沖量極小,粉筆的動量幾乎不變.粉筆的動量改變得極小,粉筆幾乎不動,粉筆也不會倒下。
[二、 用動量定理解曲線運(yùn)動問題]
[例 2] 以速度v0 水平拋出一個質(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)的動量的變化.(g=10 m/s2)。
[解析] 此題若求出末動量,再求它與初動量的矢量差,則極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力,故所求動量的變化等于重力的`沖量.則
p=Ft=mgt=1105=50 kgm / s。
[點(diǎn)評] ① 運(yùn)用p=mv-mv0求p時,初、末速度必須在同一直線上,若不在同一直線,需考慮運(yùn)用矢量法則或動量定理p=Ft求解p.②用I=Ft求沖量,F(xiàn)必須是恒力,若F是變力,需用動量定理I=p求解I。
[三、 用動量定理解決打擊、碰撞問題]
打擊、碰撞過程中的相互作用力,一般不是恒力,用動量定理可只討論初、末狀態(tài)的動量和作用力的沖量,不必討論每一瞬時力的大小和加速度大小問題。
[例 3] 蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項目.一個質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動員,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)動員與網(wǎng)接觸的時間為1.4 s.試求網(wǎng)對運(yùn)動員的平均沖擊力.(取g=10 m/s2)
[解析] 將運(yùn)動員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),從高h(yuǎn)1處下落,剛接觸網(wǎng)時速度方向向下,大小 。
彈跳后到達(dá)的高度為h2,剛離網(wǎng)時速度方向向上,大小,
接觸過程中運(yùn)動員受到向下的重力mg和網(wǎng)對其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向,由動量定理得: 。
由以上三式解得:,
代入數(shù)值得: F=1.2103 N。
[四、 用動量定理解決連續(xù)流體的作用問題]
在日常生活和生產(chǎn)中,常涉及流體的連續(xù)相互作用問題,用常規(guī)的分析方法很難奏效.若構(gòu)建柱體微元模型應(yīng)用動量定理分析求解,則曲徑通幽,柳暗花明又一村。
[[例 4]] 有一宇宙飛船以v=10 km/s在太空中飛行,突然進(jìn)入一密度為=110-7 kg/m3的微隕石塵區(qū),假設(shè)微隕石塵與飛船碰撞后即附著在飛船上.欲使飛船保持原速度不變,試求飛船的助推器的助推力應(yīng)增大為多少?(已知飛船的正橫截面積S=2 m2)
[解析] 選在時間t內(nèi)與飛船碰撞的微隕石塵為研究對象,其質(zhì)量應(yīng)等于底面積為S,高為vt的直柱體內(nèi)微隕石塵的質(zhì)量,即m=Svt,初動量為0,末動量為mv.設(shè)飛船對微隕石的作用力為F,由動量定理得。
根據(jù)牛頓第三定律可知,微隕石對飛船的撞擊力大小也等于20 N.因此,飛船要保持原速度勻速飛行,助推器的推力應(yīng)增大20 N。
[五、 動量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到全過程]
物體在不同階段受力情況不同,各力可以先后產(chǎn)生沖量,運(yùn)用動量定理,就不用考慮運(yùn)動的細(xì)節(jié),可一網(wǎng)打盡,干凈利索。
[例 5] 質(zhì)量為m的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面的動摩擦因數(shù)為,有一水平恒力F作用在物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)t1 s撤去力F后,物體減速前進(jìn)直至靜止,問:物體運(yùn)動的總時間有多長?
[解析] 本題若運(yùn)用牛頓定律解決則過程較為繁瑣,運(yùn)用動量定理則可一氣呵成,一目了然.由于全過程初、末狀態(tài)動量為零,對全過程運(yùn)用動量定理
[點(diǎn)評] 本題同學(xué)們可以嘗試運(yùn)用牛頓定律來求解,以求掌握一題多解的方法,同時比較不同方法各自的特點(diǎn),這對今后的學(xué)習(xí)會有較大的幫助。
[六、 動量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到物體系]
盡管系統(tǒng)內(nèi)各物體的運(yùn)動情況不同,但各物體所受沖量之和仍等于各物體總動量的變化量。
[例 6] 質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊通過細(xì)線連在一起,從靜止開始以加速度a在水中下沉,經(jīng)時間t1,細(xì)線斷裂,金屬塊和木塊分離,再經(jīng)過時間t2木塊停止下沉,此時金屬塊的速度多大?(已知此時金屬塊還沒有碰到底面.)
[解析] 金屬塊和木塊作為一個系統(tǒng),整個過程系統(tǒng)受到重力和浮力的沖量作用,設(shè)金屬塊和木塊的浮力分別為F浮M和F浮m,木塊停止時金屬塊的速度為vM,取豎直向下的方向為正方向。
高中物理《動量守恒定律的驗證》知識點(diǎn)
【實驗?zāi)康摹?/p>
(])驗證動量守恒定律。
(2)進(jìn)一步熟悉氣墊導(dǎo)軌、通用電腦計數(shù)器的使用方法。
(3)用觀察法研究彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)。
【實驗儀器】
氣墊導(dǎo)軌,電腦計數(shù)器,氣源,物理天平等。_動量守恒定律
【實驗原理】
如果某一力學(xué)系統(tǒng)不受外力,或外力的矢量和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變,這就是動量守恒定律。本實驗中利用氣墊導(dǎo)軌上兩個滑塊兒的碰撞來驗證動量守恒定律的。在水平導(dǎo)軌上滑塊兒與導(dǎo)軌之間的摩擦力忽略不計,則兩個滑塊兒在碰撞時除受到相互作用的內(nèi)力外,在水平方向不受外力的作用,因而碰撞的動母守恒。
【實驗內(nèi)容】
1.用彈性碰投驗證動量守恒定律
2.用完全非彈性硅撞驗證動量守恒——動量守恒定律
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