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 v 2θθ2gh 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p 1＝mv 1＝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p 2＝mv 2＝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Δp ＝p 2－p 1＝－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I G ＝10N · s ，方向竖直向下；弹力的冲量I N ＝80N ·s ，方向垂直斜面向上；摩擦力的冲量I f ＝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ΔP x ＝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 2y 2y

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

跟踪反馈．．．；－；．；

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