动量定理应用举例
力学中的动量定理应用
力学中的动量定理应用动量是物体运动的重要物理量之一,在力学中,动量定理是运动定律之一,研究物体受力后的运动情况。
本文将探讨动量定理在不同场景下的应用及其重要性。
一、汽车碰撞实例考虑两辆汽车A和B发生碰撞的情况。
假设汽车A的质量为m1,速度为v1,汽车B的质量为m2,速度为v2。
根据动量定理,动量守恒的原理,碰撞前后的总动量保持不变。
碰撞前的总动量为m1v1 + m2v2,碰撞后的总动量为(m1+m2)V。
根据动量守恒定理,可以得到下面的方程:m1v1 + m2v2 = (m1+m2)V通过这个方程我们可以计算出碰撞后的速度V。
这个实例展示了动量定理在汽车碰撞中的应用,使我们能够更好地理解碰撞后车辆的速度变化。
二、火箭推进原理火箭的推进原理是基于动量定理而实现的。
火箭在发射时喷射出燃料和气体,根据动量守恒定理,火箭向反方向获得一个相反的动量,使得整个系统的总动量保持不变。
根据动量定理,燃料和气体的动量之和等于火箭的动量。
当燃料喷射出去时,动量向反方向增加,火箭就会获得一个反向的推力。
火箭推进过程中,动量定理的应用使我们能够理解火箭是如何在无外部力的情况下向前运动的。
三、子弹射击子弹射击是另一个动量定理的应用实例。
假设一个质量为m的子弹以速度v射击一个静止的物体,物体的质量为M。
根据动量定理,子弹的动量等于物体的动量。
因此,可以得到下面的方程:mv = MV根据这个方程,可以计算出物体受到的冲量。
此应用示例展示了动量定理在射击过程中的重要性,使我们能够计算出子弹对物体的冲量大小。
四、运动中的人体保护力学中的动量定理还与人体保护密切相关。
当人体受到外力作用时,身体内的器官和组织会受到动量的传递影响。
根据动量定理,人体的动量会随着外力的作用而改变。
因此,为了保护人体免受伤害,可以通过增加物体的密度或采用防护装备等方法减少动量的变化。
这一应用实例突显了动量定理在人体保护中的重要性,使我们能够更加全面地了解身体受到外力时的影响。
动量定理在受力问题中的应用
动量定理在受力问题中的应用动量定理是物理学中非常重要的定理之一,它描述了物体的动量与作用力之间的关系。
在受力问题中,动量定理可以被广泛应用,用于解决关于物体运动的各种问题。
本文将探讨动量定理在受力问题中的应用。
一、动量定理的基本概念动量定理是由牛顿第二定律和牛顿第三定律推导而来的。
根据动量定理,一个物体的动量变化率等于作用在它上面的力的总和。
即:F = Δp/Δt其中,F为作用在物体上的合力,Δp为物体动量的变化,Δt为时间变化量。
二、动量定理的应用示例1. 碰撞问题碰撞问题是动量定理应用最为典型的场景之一。
在碰撞中,物体的动量会发生改变。
动量定理告诉我们,物体碰撞前和碰撞后的总动量守恒。
例如,当两个物体碰撞时,其中一个物体的动量增加,另一个物体的动量减小,它们的总动量保持不变。
2. 力的分析动量定理不仅可以用于分析碰撞问题,还可以用于解决其他受力问题。
当我们需要确定物体所受的力的大小和方向时,可以利用动量定理进行分析。
通过测量物体的质量和速度变化,可以计算出作用在物体上的合力。
3. 跳水问题跳水是一个常见的运动项目,动量定理也可以帮助我们解决与跳水有关的问题。
当一名跳水运动员从跳板上跳下时,他的总动量会发生变化。
根据动量定理,我们可以计算出运动员离开跳板时的速度以及跳水过程中所受的重力和空气阻力。
4. 火箭推进原理动量定理还可以解释火箭推进的原理。
当火箭发射时,燃料会以极高的速度喷射出去,这个过程中火箭的动量会产生改变。
根据动量定理,燃料向后喷射时产生的反作用力会推动火箭向前移动。
三、动量定理的数学表达和实际应用数学上,动量定理的表达式是一个矢量方程,可以用矢量代数进行分析。
在实际应用中,我们可以利用动量定理来计算物体的加速度、质量等相关物理量,并在工程设计、交通运输等领域中应用。
例如,在高速公路上,当车辆发生碰撞时,通过利用动量定理可以计算出碰撞后车辆的速度变化,从而对交通事故进行分析和重建。
动量定理的六种妙用
动量定理的六种妙用江西省新干中学曾菊宝动量定理的内容是物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,即I=△p。
动量定理表明冲量是物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。
动量定理可以用牛顿第二定律导出,但适用范围比牛顿第二定律要广。
在不涉及加速度和位移的情况下,研究运动和力的关系时,用动量定理求解一般较为方便,而且能得到迅速解答,达到事半功倍的效果。
一、用动量定理求变力的冲量问题例1以角速度ω沿半径为R的圆周做匀速圆周运动的质点m,它的周期为T,则此质点经过时间T/2的过程中所受合外力冲量大小为()A.0 B.2mωR C.Tmω2R/2 D.mωR解析质点经过半个周期末速度与初速度方向相反,大小相等。
由动量定理得I=△p=m v-(-mv)=2mv=2mwR。
故答案为选项B。
评析用I=Ft求的是恒力的冲量,而本题质点在运动的过程中,所受的合外力是变力(方向在不断变化),因此不能用I=Ft来求解。
变力的冲量可用动量定理来计算。
二、用动量定理求解平均力问题例2质量是60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中。
已知弹性安全带缓冲时间为1.2s,安全带原长5m,求安全带所受的平均作用力。
(g=10m/s2)解析人开始下落为自由落体运动,下落到弹性安全带原长时的速度为V02=2gh,则v0=2gh=10m/s取人为研究对象,在人和安全带相互作用的过程中,人受到重力mg和安全带的平均冲力F,取力F方向为正方向,由动量定理得(F-mg)t=0-(-mv0),F=mg+mv0/t=1 100N(方向竖直向上)。
安全带所受的平均作用力F´=1 100N(方向竖直向下)。
评析动量定理既适用于恒力作用下的问题,也适用于变力作用下的问题,如果是在变力作用下的问题,由动量定理求出的力是在时间t内的平均值。
三、用动量定理巧解连续作用问题例3一个迎面截面积为50m2、初速度为10km/s的宇宙飞船在飞行中进入宇宙尘埃区域,该区域的尘埃密度ρ=2.0×10-4kg/m3,为了使飞船的速度不改变,推力F应增加多少?(飞船与尘埃的碰撞是完全非弹性碰撞,空气阻力不计)解析本题中飞船速度不变,但附着在船前沿的尘埃质量不断增加。
动量定理的五种典型应用
动量定理的五种典型应用动量定理的内容可表述为:物体所受合外力的冲量,等于物体动量的变化。
公式表达为:p p t F -'= 合或p I ∆=合。
它反映了外力的冲量与物体动量变化的因果关系。
在涉及力F 、时间t 、物体的速度υ发生变化时,应优先考虑选用动量定理求解。
下面解析动量定理典型应用的五个方面,供同学们学习参考。
1.用动量定理解决碰击问题在碰撞、打击过程中的相互作用力,一般是变力,用牛顿运动定律很难解决,用动量定理分析则方便得多,这时求出的力应理解为作用时间t 内的平均力F 。
【例1】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60kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m 高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s .若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(2m/s 10=g )错解1:将运动员看作质量为m 的质点,从1h 高处下落,刚接触网时速度的大小112gh =υ(向下),弹跳后到达的高度为2h ,刚离网时速度的大小222gh =υ(向上),以t ∆表示接触时间,接触过程中运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg .由动量定理得:12)(υυm m t mg F -=∆-,由以上各式解得:tgh gh m mg F ∆-+=1222,代入数值得:F=700N .错解2:将运动员看作质量为m 的质点,从1h 高处下落,刚接触网时速度的大小112gh =υ(向下),弹跳后到达的高度为2h ,刚离网时速度的大小222gh =υ(向上),以t ∆表示接触时间,接触过程中运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg .由动量定理得:12υυm m t F -=∆,由以上各式解得:tgh gh m F ∆-=1222,代入数值得:F=900N . 错因分析:错解1是忽视了动量定理的矢量性;错解2是受力分析时漏掉重力. 正确解答解法一:将运动员看作质量为m 的质点,从1h 高处下落,刚接触网时速度的大小为: 112gh =υ(向下)弹跳后到达的高度为2h ,刚离网时速度的大小为:222gh =υ(向上)速度的改变量21υυυ+=∆(向上)以a 表示加速度,Δt 表示接触时间,则t a ∆=∆υ接触过程中运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg .由牛顿第二定律有: ma mg F =- 由以上五式解得:tgh gh m mg F ∆++=2122 代入数据得:N 105.13⨯=F解法二:将运动员看作质量为m 的质点,从1h 高处下落,刚接触网时速度的大小为: 112gh =υ(向下)弹跳后到达的高度为2h ,刚离网时速度的大小为:2υ(向上)取向上方向为正,由动量定理得:)()(12υυm m t mg F --=- 由以上三式解得:tgh gh mmg F ∆++=2122 代入数据得:N 105.13⨯=F2.动量定理的应用可扩展到全过程当几个力不同时作用时,合冲量可理解为各个外力冲量的矢量和。
动量定理在生活、生产中的应用
动量定理在生活、生产中的应用
1、火车行驶
质量大的火轮机越容易推进越快行驶,它的动量定理说的就是这个道理,火轮机发动机产生的动力要能有效地推动火车前进,它所产生的
动量就必须要大,这样才能把减速度降到最小。
2、机器人越野
机器人越野运动需要考虑动量,一个大而重的机器人对于移动、改变
方向、停止都会有一定的动量,在机器人越野过程中,会有不少能源
消耗,而大动量会使机器人行为更加稳定、有决断力,减少能耗,实
现机器人越野更好的效果。
3、潜艇航行
潜艇航行的过程中也会考虑到动量的问题,动量大的潜艇不仅容易推进,且提高航速,同时动量小的潜艇在改变方向时也会增加能源消耗,所以在潜艇的设计和制造过程中要考虑到动量的问题,以达到最大的
推进效率。
动量定理的应用
动量定理的应用动量定理是物理学中的一项重要原理,它描述了力对物体产生的效果。
根据动量定理,一个物体受到的合外力越大,其改变动量的速率就越快。
本文将探讨动量定理的几个具体应用。
1. 车辆碰撞与碰撞力的计算在交通事故中,动量定理可以用于计算碰撞中的力的大小。
假设两辆车以不同的速度相撞,我们可以通过观察车辆碰撞前后的速度变化来确定碰撞力的大小。
根据动量定理,碰撞前后的动量之和应保持不变。
例如,两辆质量分别为1吨和2吨的车辆以30 km/h和10 km/h的速度相向而行,发生碰撞后,两车的速度发生了变化。
根据动量定理,我们可以得到以下方程:(m1 * v1) + (m2 * v2) = (m1 * V1') + (m2 * V2')其中,m1和m2分别代表两辆车的质量,v1和v2是碰撞前的速度,V1'和V2'是碰撞后的速度。
通过解这个方程,我们可以求解碰撞中的力。
2. 火箭推进原理动量定理也可以用来解释火箭的推进原理。
火箭在发射过程中通过燃烧燃料产生气体的喷射,从而产生反作用力,推动火箭向前运动。
根据牛顿第三定律,每个喷射出的气体分子都会产生一个与其反向的冲量,而火箭则相应地获得一个与其运动方向相同的冲量。
根据动量定理,火箭的向前运动是由于燃料喷射产生的冲量改变了火箭的动量,使其产生向前的加速度。
3. 棒球运动中的动量转移在棒球比赛中,动量定理也扮演着重要的角色。
当击球员击球时,棒球获得了一个向外的冲量,并且动量开始在击球员和棒球之间转移,使棒球向外移动。
当投手将球以很高的速度投出时,击球员只需要在球的上方使用较小的力量就能够打出长距离的击球,这是因为投出的球本身带有较大的动量,击球员只需要改变其方向即可。
类似地,当一个跑者用力跑向一个运动着的棒球,他可以通过在碰撞前改变自己的速度方向来改变棒球的速度和方向。
综上所述,动量定理在交通事故、火箭推进和棒球运动等方面都有着重要的应用。
高考物理动量定理的六种应用
2019高考物理动量定理的六种应用2019高考物理复习:动量定理的六种应用。
动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多,本文试从几个角度谈动量定理的应用。
[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。
如果缓慢抽出纸条,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。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,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=m v-mv0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。
《动量定理》动量定理,生活实例
《动量定理》动量定理,生活实例在我们的日常生活中,物理学的原理无处不在,其中动量定理就是一个非常重要的概念。
动量定理指出,合外力的冲量等于物体动量的增量。
虽然这个定义听起来有些抽象,但通过许多常见的生活实例,我们可以更好地理解和感受它的实际应用。
想象一下,你正在打篮球。
当你用力将篮球投向篮筐时,篮球会以一定的速度和力量飞行。
在这个过程中,你的手对篮球施加了一个力,并且作用了一段时间。
根据动量定理,这个力与作用时间的乘积(也就是冲量)决定了篮球离开手时的动量。
如果你用更大的力量或者更长的时间去投球,篮球就会获得更大的动量,飞得更快更远。
再比如,汽车的安全气囊。
当汽车发生碰撞时,车内的人员会因为惯性继续向前运动。
如果没有安全气囊的缓冲,人员会在短时间内受到很大的冲击力,可能导致严重的伤害。
而安全气囊在碰撞瞬间迅速充气弹出,增加了人员与障碍物之间的作用时间。
根据动量定理,作用时间增加,冲击力就会减小,从而减轻了对人员的伤害。
还有一个常见的例子是跳远。
运动员在起跳前会先助跑一段距离,助跑的目的是为了在起跳时获得更大的速度,从而拥有更大的动量。
当运动员起跳后,在空中无法再获得向前的动力,但由于起跳时具有的动量,他们能够在空中向前飞行一段距离。
我们来详细分析一下跳远这个例子。
运动员助跑时,通过不断地加速,增加了自身的速度,进而增加了动量。
当他们起跳的瞬间,脚蹬地的力量产生了一个向上的冲量,使身体获得向上的速度和高度。
在空中,水平方向的动量保持不变,因为没有水平方向的外力作用。
而垂直方向则受到重力的作用,速度逐渐减小,直至落地。
另一个有趣的例子是蹦床。
当一个人从高处跳到蹦床上时,蹦床会下陷,延长了人从接触蹦床到速度减为零的时间。
根据动量定理,作用时间延长,人受到的平均冲击力就会减小。
同时,当人被蹦床弹起时,蹦床施加给人的力又使人获得了向上的动量,从而能够再次弹起。
在体育运动中,动量定理的应用还有很多。
比如拳击比赛,拳击手出拳时需要快速而有力,以在短时间内给对手施加较大的冲量,使其受到较大的冲击力。
动量定理的六种应用
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动量定理在体育中的应用
动量定理在体育中的应用动量定理在体育中有很多应用,以下是其中的20个例子:举重:在举重比赛中,运动员需要将杠铃从地面举起,然后通过腿部和躯干的发力,将杠铃向上抛出。
在这个过程中,运动员需要利用动量定理,通过增加作用力的时间来减小对身体的冲击力,从而保护自己的腰椎和肩部。
投掷:在投掷比赛中,运动员需要将器械投出尽可能远的距离。
为了达到这个目标,他们需要利用动量定理,通过增加作用力的时间来增加器械飞行的距离。
同时,运动员还需要调整身体姿态和角度,以最大化投掷效果。
游泳:在游泳比赛中,运动员需要利用动量定理来减小阻力并增加推进力。
他们通过保持流线型的身体姿势和水流的方向来减小阻力。
同时,他们还需要通过划水和蹬腿等动作来增加推进力。
跳水:在跳水比赛中,运动员需要利用动量定理来控制身体姿态和入水角度。
他们需要在空中完成各种难度动作,如旋转、翻滚等,这些动作都需要通过增加作用力的时间来减小对身体的冲击力。
篮球:在篮球比赛中,球员需要利用动量定理来完成各种动作,如扣篮、跳投、突破等。
他们需要通过增加作用力的时间来控制身体姿态和力量,以达到最佳的动作效果。
足球:在足球比赛中,球员需要利用动量定理来完成各种动作,如射门、传球、控球等。
他们需要通过增加作用力的时间来控制球的速度和方向,以达到最佳的动作效果。
跑步:在跑步比赛中,运动员需要利用动量定理来提高步频和步幅。
他们需要通过增加作用力的时间来减小对地面的冲击力,从而减小受伤的风险。
同时,他们还需要调整身体姿态和角度,以减小空气阻力并提高速度。
跳高:在跳高比赛中,运动员需要利用动量定理来增加起跳的力量和高度。
他们需要通过增加作用力的时间来减小对地面的冲击力,从而保护自己的膝关节和踝关节。
同时,他们还需要调整身体姿态和角度,以增加起跳的高度和速度。
击剑:在击剑比赛中,运动员需要利用动量定理来控制剑的速度和方向。
他们需要通过增加作用力的时间来减小剑的速度变化率,从而减小对手的反应时间。
高考物理应用动量定理解释生活现象
高考物理应用动量定理解释生活现象动量定理是物理学中重要的定律之一,它描述了物体在外力作用下产生的动量变化。
在日常生活中,我们可以通过动量定理来解释一些常见的生活现象,例如汽车碰撞、跳起接球等。
一、汽车碰撞汽车碰撞是我们经常会遇到的事故。
根据动量定理,当两车相撞时,它们所受到的合外力会改变它们的动量,从而导致速度的变化。
考虑一个汽车碰撞的例子,车A和车B以不同的速度相向行驶,最终发生碰撞。
根据动量定理,我们可以得到以下公式:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中,m1和m2分别代表车A和车B的质量,v1和v2是碰撞前两车的速度,v1'和v2'是碰撞后两车的速度。
当两车碰撞前速度相等(v1 = -v2)时,根据动量守恒定律,碰撞后两车的速度相等并且方向相反(v1' = -v2')。
汽车碰撞这一生活现象可以通过动量定理来解释:当两车发生碰撞时,它们所受到的合外力导致了动量的改变,使得车辆的速度发生变化。
二、跳起接球在篮球、足球等运动中,我们经常会见到运动员跳起接球的情景。
通过动量定理,我们可以解释运动员跳起接球的原理。
根据动量定理,动量的改变等于所受到的合外力乘以时间。
在跳起接球的过程中,运动员的重心发生变化,但整体的动量必须守恒。
当运动员跳起时,他们脚下施加的力使得身体向上加速,而自身的重力则使得身体向下加速。
这两个力的合力与运动员的质量成正比,根据牛顿第二定律(F = ma),可得合外力与加速度成正比。
由于加速度与时间成反比,因此跳起的时间越短,所受的合外力就越大。
运动员跳起接球这一现象可以通过动量定理来解释:当运动员跳起时,他们所受到的合外力(脚下施加的力与重力的合力)改变了动量,使得他们能够在空中保持平衡并完成接球动作。
总结:通过动量定理,我们可以解释一些常见的生活现象,如汽车碰撞和跳起接球。
动量定理告诉我们,外力对物体的影响会导致动量的改变,从而产生一系列的现象。
动量定理的五种典型应用
动量定理的五种典型应用动量定理的内容可表述为:物体所受合外力的冲量,等于物体动量的变化。
公式表达为:或。
它反映了外力的冲量与物体动量变化的因果关系。
在涉及力F、时间t、物体的速度v发生变化时,应优先考虑选用动量定理求解。
下面解析动量定理典型应用的五个方面,供同学们学习参考。
1. 用动量定理解决碰击问题在碰撞、打击过程中的相互作用力,一般是变力,用牛顿运动定律很难解决,用动量定理分析则方便得多,这时求出的力应理解为作用时间t内的平均力。
例1. 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60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处。
已知运动员与网接触的时间为1.4s。
试求网对运动员的平均冲击力。
(取)解析:将运动员看成质量为m的质点,从高处下落,刚接触网时速度的大小,(向下)………………①弹跳后到达的高度为,刚离网时速度的大小,(向上)………………②接触过程中运动员受到向下的重力和网对其向上的弹力F。
选取竖直向上为正方向,由动量定理得:………………③由以上三式解得:代入数值得:2. 动量定理的应用可扩展到全过程当几个力不同时作用时,合冲量可理解为各个外力冲量的矢量和。
对物体运动的全过程应用动量定理可“一网打尽”,干净利索。
例2. 用全过程法再解析例1运动员自由下落的时间被网弹回做竖直上抛,上升的时间与网接触时间为。
选取向下为正方向,对全过程应用动量定理得:则3. 用动量定理解决曲线问题动量定理的应用范围非常广泛,不论力是否恒定,运动轨迹是直线还是曲线,总成立。
注意动量定理的表达公式是矢量关系,两矢量的大小总是相等,方向总相同。
例3. 以初速水平抛出一个质量的物体,试求在抛出后的第2秒内物体动量的变化。
已知物体未落地,不计空气阻力,取。
解析:此题若求出初、未动量,再求动量的变化,则不在同一直线上的矢量差运算较麻烦。
动量定理应用举例
动量定理应用举例1、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子以一定的速度敲钉子,钉子就很容易钻入木块,这是为什么?分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上,敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长,而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同。
用锤子敲铁钉时,由于锤子质量较大,同时与铁钉碰撞前有较大的速度(即有较大的动量),遇到钉子后,在极短的时间内停下,动量变化很大,据动量定理mv v m t F -'=⋅,得tmv v m F -'=,对锤子来说,作用时间t 极短,动量变化mv v m -'又很大,说明铁钉必须对锤子施加很大的阻力F ,同时,据牛顿第三定律,锤子也必然对钉子施加很大的反作用力F ',此力远远大于压铁钉时所用的压力,所以用锤子压钉子,铁钉很难被压入,而以一定速度敲铁钉,钉子就很容易钻入木块。
注意:许多物体间相互作用问题,可以根据动量定理来解释.根据mv v m Ft -'= 可看出:物体间相互作用时,从tv v m F 0-'=中可以看出若要获得较大作用力必须使物体动量变化大(如使物体速度变大),同时使作用时间缩短(如碰撞);反之,如需减小相互间的作用力时,则可以使物体动量变化小些,同时延长相互作用时间。
2、杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么道理?请加以分析。
分析:大石块意味它的质量很大:“猛击”表示作用力很大,且作用时间极短;“人未受伤”说明大石块对人身体的压强不大。
用铁锤猛击放在“大力上”身上的大石块,大石块受到很大的打击力而破裂,但是,根据动量定理01mv mv Ft -=得mt F v v t ⋅=-0,对大石块来说,虽然受到的作用力F 很大,但力作用时间极短,而大石块的质量又很大,因而引起的速度变化0v v t -就很小,即大石块几乎没有向下运动,而且石块与人的身体接触面积又较大,据S F P /=,所以人身体受的压强并不很大,故此人不会受伤(当然,这还和表演者技术本领有关)。
(完整word版)动量定理的五种典型应用.docx
动量定理的五种典型应用量定理的内容可表述:物体所受合外力的冲量,等于物体量的化。
公式表达:或。
它反映了外力的冲量与物体量化的因果关系。
在涉及力 F、 t 、物体的速度 v 生化,先考用量定理求解。
下面解析量定理典型用的五个方面,供同学学参考。
1.用量定理解决碰在碰撞、打程中的相互作用力,一般是力,用牛运定律很解决,用量定理分析方便得多,求出的力理解作用 t 内的平均力。
例 1. 床是运在一的性网上跳、翻并做各种空中作的运目。
一个量 60kg 的运,从离水平网面 3.2m 高自由落下,着网后沿直方向回到离水平网面 1.8m 高。
已知运与网接触的 1.4s 。
求网运的平均冲力。
(取)解析:将运看成量m的点,从高下落,接触网速度的大小,(向下)⋯⋯⋯⋯⋯⋯①跳后到达的高度,离网速度的大小,(向上)⋯⋯⋯⋯⋯⋯②接触程中运受到向下的重力和网其向上的力 F。
取直向上正方向,由量定理得:⋯⋯⋯⋯⋯⋯③由以上三式解得:代入数得:2.量定理的用可展到全程当几个力不同作用,合冲量可理解各个外力冲量的矢量和。
物体运的全程用量定理可“一网打尽”,干利索。
例 2.用全过程法再解析例1运动员自由下落的时间被网弹回做竖直上抛,上升的时间与网接触时间为。
选取向下为正方向,对全过程应用动量定理得:则3.用动量定理解决曲线问题动量定理的应用范围非常广泛,不论力是否恒定,运动轨迹是直线还是曲线,两矢量的大小总成立。
注意动量定理的表达公式是矢量关系,总是相等,方向总相同。
例3.以初速水平抛出一个质量的物体,试求在抛出后的第2 秒内物体动量的变化。
已知物体未落地,不计空气阻力,取。
解析:此题若求出初、未动量,再求动量的变化,则不在同一直线上的矢量差运算较麻烦。
考虑到做平抛运动的物体只受重力(恒定),故所求动量的变化应等于重力的冲量,其冲量易求。
有的方向竖直向下。
4.用动量定理解决连续流体的作用问题在日常生活和生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的分析方法很难奏效。
高中物理动量定理的五种应用及例题详解
高中物理动量定理的五种应用及例题详解动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多。
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。
如果缓慢抽出纸条,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。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,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1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相碰,求它在5s内的动量的变化.(g=10m/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。
注:①运用Δp=mv-mv0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。
动量定理事例
例1:一物体质量为 m= 2 kg, 在合外力 F (3 2t )i ( SI ) 的作
用下,从静止出发沿水平 x 轴作直线运动,则从t = 0 s 到 t = 1s 的时间间隔内,这个力作用在物体上的冲量为多少?t = 1s 时物 体的速度为多少? 解:(1)从t = 0 s 到 t = 1s 的时间间隔内力的冲量:
m
v
柔绳对桌面的冲力F=F'即:
M 2 F v v 而v 2 2 gx F 2 Mgx / L L
2
而已落到桌面上的柔绳的重量为mg=Mgx/L
所以F总=F+mg=2Mgx/L+Mgx/L=3mg
例 一装沙车以速率v = 3m/s从沙斗下通过,每秒钟落入车厢的 沙为m = 500kg,如果使车厢的速率保持不变,应用多大的 牵引力?(设车与轨道的摩擦不计) 解 设t时刻已落入车厢沙子的质量 与沙车的质量之和为m,dt时间 内即将落入的沙子质量为dm。
始终只受重力的作用, 因此,质心的轨迹为 一抛物线,它的落地 点为xc 。
m1 x1 m2 x2 xC m1 m2 mx2 xC 2m
o
xc
x2
x
m1 m2 m , x1 0
x2 2 xC
例:水平桌面上拉动纸,纸张上有一均匀球,球的质量M, 纸被拉动时与球的摩擦力为 F,求:t 秒后球相对桌面 移动多少距离?
例:水平光滑铁轨上有 一小车长为l,质量为M。车的一端 求人和小车各移动多少 距离? 解: v人地 v人车 v车地
v车地
站有一人,质量m,均静止。现设人从一端走向另一端,
v人地 v人车
投影量
x
(1)
高考物理复习动量定理的应用
高考物理复习动量定理的应用动量定理的应用一: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。
如果缓慢抽出纸条,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。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
动量定理的应用二: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=50kg·m / s。
[点评] ① 运用Δp=mv-mv0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。
高考物理应用动量定理解释生活现象
高考物理应用动量定理解释生活现象物体动量的增量即是它所受合外力的冲量即Ft=mv,以下是应用动量定理评释生活现象,希望考生可以有所进步。
[例.1] 竖立部署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。
[剖析] 纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力mg作用,偏向沿着纸条抽出的偏向。
不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平偏向受到的摩擦力的巨细不变。
在纸条抽出历程中,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mgt,粉笔原来稳定,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示。
根据动量定理有:mgt=mv。
要是缓慢抽出纸条,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。
要是在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量险些不变。
粉笔的动量改变得极小,粉笔险些不动,粉笔也不会倒下。
2019高考物理应用动量定理评释生活现象分享到这里,更多内容请存眷高考物理必考知识点栏目。
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动量定理应用举例
1、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子以一定的速度敲钉子,钉子就很容易钻入木块,这是为什么?
分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上,敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长,而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同。
用锤子敲铁钉时,由于锤子质量较大,同时与铁钉碰撞前有较大的速度(即有较大的动量),遇到钉子后,在极短的时间内停下,动量变化很大,据动量定理mv v m t F -'=⋅,得t
mv v m F -'=,对锤子来说,作用时间t 极短,动量变化mv v m -'又很大,说明铁钉必须对锤子施加很大的阻力F ,同时,据牛顿第三定律,锤子也必然对钉子施加很大的反作用力F ',此力远远大于压铁钉时所用的压力,所以用锤子压钉子,铁钉很难被压入,而以一定速度敲铁钉,钉子就很容易钻入木块。
注意:许多物体间相互作用问题,可以根据动量定理来解释.根据mv v m Ft -'= 可看出:物体间相互作用时,从t
v v m F 0-'=中可以看出若要获得较大作用力必须使物体动量变化大(如使物体速度变大),同时使作用时间缩短(如碰撞);反之,如需减小相互间的作用力时,则可以使物体动量变化小些,同时延长相互作用时间。
2、杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么道理?请加以分析。
分析:大石块意味它的质量很大:“猛击”表示作用力很大,且作用时间极短;“人未受伤”说明大石块对人身体的压强不大。
用铁锤猛击放在“大力上”身上的大石块,大石块受到很大的打击力而破裂,但是,根据动量定理01mv mv Ft -=得m
t F v v t ⋅=-0,对大石块来说,虽然受到的作用力F 很大,但力作用时间极短,而大石块的质量又很大,因而引起的速度变化0v v t -就很小,即大石块几乎没有向下运动,而且石块与人的身体接触面积又较大,据S F P /=,所以人身体受的压强并不很大,故此人不会受伤(当然,这还和表演者技术本领有关)。
注意:根据牛顿第二定律可知,有力就一定有加速度,它们是同时产生的.但有加速度不一定有位移,从位移公式可以看出,产生位移是需要时间的.。