第一章动量守恒定律.docx

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1、第一章动守恒定律第1节动例.一个质量为o.1.kg的钢球，以6ms的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6ms的速度水平向左运动(图1.1-3)。碰撞前后钢球的动量变化了多少？OF.Im1.1-31 .解答以下三个问题，总结动量与动能概念的不同。(1)质量为2kg的物体，速度由3ms增大为6ms,它的动量和动能各增大为原来的几倍？(2)质量为2kg的物体，速度由向东的3ms变为向西的3ms,它的动量和动能是否发生变化？如果发生变化，变化量各是多少？(3) A物体质量是2kg,速度是3ms,方向向东；B物体质量是3kg,速度是4ms,方向向西。它们动量的矢量和是多少？它们的动能

2、之和是多少？2 .一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图1.1-5所示。(1) t=2s时物体的动量大小是多少？(2) t=3s时物体的动量大小是多少？第2节动定理例.一个质量为0.18kg的垒球，以25ms的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45ms(图1.2-4)。若球棒与垒球的作用时间为0.002s,球棒对垒球的平均作用力是多大？1 .如图1.2-6,一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力户作用时间t后，物体仍保持静止。现有以下看法：A.物体所受拉力户的冲量方向水平向右B.物体所受拉力F的冲量大小是RCo

3、SoC.物体所受摩擦力的冲量大小为0D.物体所受合力的冲量大小为0你认为这些看法正确吗？请简述你的理由0图1.2-62 .体操运动员在落地时总要屈腿(图1.2-7),这是为什么？图1.2-73 .如图1.2-8,用0.5kg的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为4m/s。打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01s。(1)不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？(2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？(3)你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。图1.2-84 .一个质量为IOkg的物体，以10ms的速度做直线运动，受到一个反向的作

4、用力凡经过4s,速度变为反向2ms这个力是多大？5 .一个质量为60kg的蹦床运动员，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。己知运动员与网接触的时间为08s,g取IOm/S?.(1)求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。(2)求网对运动员的平均作用力大小。(3)求从自由下落开始到蹦回离水平网面5.0m高处这一过程中运动员所受重力的冲量、弹力的冲量。6 .曾经有一则新闻报道,一名4岁儿童从3层高的楼房掠下来,被一名见义勇为的青年接住。请你估算一下，儿童受到的合力的冲量是多大？设儿童与青年之间的相互作用时间为0.1s,则儿童受到的合力的平均值有多大？第

5、3节动守恒定律例.如图1.3-3,在列车编组站里，一辆质量为1.8x1.()4kg的货车在平直轨道上以2ms的速度运动，碰上一辆质量为2.2x104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。图1.3-3例.一枚在空中飞行的火箭质量为加，在某时刻的速度为V,方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块（图1.3-4）,其中质量为如的一块沿着与V相反的方向飞去，速度为V1.o求炸裂后另一块的速度由。1 .甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去（图1.3-5）。在甲推乙之前，两人的总动量为0；甲推乙后，两人都有了动量，总动量还等于0吗？己知甲的质

6、量为45kg,乙的质量为50kg,甲的速率与乙的速率之比是多大？2 .在光滑水平面上，A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5kg,速度是9ms,B的质量是2kg,速度是6msA从后面追上B,它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10ms,方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？3 .质量是IOg的子弹，以300ms的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块。（1）如果子弹留在木块中，木块运动的速度是多大？（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为IoOms,这时木块的速度又是多大？4 .某机车以0.4ms的速度驶向停在铁轨上的7节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰

7、后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。5 .甲、乙两个物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是6ms,乙物体的速度是2ms碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是4ms.求甲、乙两物体的质量之比。6 .细线下吊着一个质量为阳的静止沙袋，沙袋到细线上端悬挂点的距离为一颗质量为小的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是仇求子弹射入沙袋前的速度。第4节实验验证动守恒定律1 .如图1.4-6甲，长木板的一端垫有小木块，可以微

8、调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到的纸带如图1.4-6乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。小木块图1.4-6(1)图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的速度大小应选哪段？计算两车碰撞后的速度大小应选哪段？为什么？(2)若小车A的质量为0.4kg,小车B的质量为0.2kg,根据纸带数据，碰前两小车的总动量是多少？碰后两小车的总动量是多少？2 .某同学用

9、图1.4-5所示的实验装置和实验步骤来验证动量守恒定律，小球I的质量为如，它从斜槽上某点滚下，离开斜槽末端时的速度记为也(称为第一次操作)；小球2的质量为旭2,小球1第二次从斜槽上原位置滚下，跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为以和河(称为第二次操作)。实验所验证的计算式为如力=2+加2出(1)如果第二次操作时，小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些，这将会影响计算式中哪个或哪几个物理量？如果其他的操作都正确，实验将会得到怎样的结果？说明道理。(2)如果在第二次操作时，发现在第一次操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球

10、在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作，分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其他实验操作都正确，且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。该实验可能会得到怎样的结果，说明道理。第5节弹性碰撞和非弹性碰撞例.如图1.5-2,在光滑水平面上，两个物体的质量都是加，碰撞前一个物体静止，另一个以速度U向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2?的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失JRmD.图1.5-21.在气垫导轨上,一个质量为40Og的滑块以15CnVS的速度与另一质量为200g、速度为10cms并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。(1)求

11、碰撞后滑块速度的大小和方向。(2)这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？2 .速度为10ms的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，求碰撞后两球的速度。3 .有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。为此，应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？为什么？4 .一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是3.3x1.()7ms.该未知粒子跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是4.4x1.()6ms.已知氯原子核的质量是，如，氮原子核的质量是14,加，上述碰撞都是弹性碰撞，求未知粒子的质量。这实际是历史上查德威克测量中子质量

12、从而发现中子的实验,请你根据以上查德威克的实验数据计算：中子的质量与氢核的质量有什么关系？5 .质量为相、速度为U的A球跟质量为的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v;(2)0.4vo第6节反冲现象火箭例.质量为6的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为n的小物体。现在他以相对于飞船为U的速度把小物体抛出（图1.6-4）。1 .小物体的动量改变量是多少？2 .人的动量改变量是多少？3 .人的速度改变量

13、是多少？图1.6-41 .一架喷气式飞机（图1.6-7）飞行的速度是800ms,如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800ms,那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的速度还会增加吗？为什么？图1.6-72 .一个连同装备共有Iookg的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态（图1.6-8）。装备中有一个高压气源，能以50ms的速度喷出气体。航天员为了能在IOmin内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？图1.6-83 .用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫

14、星一起以7.0x1.（）3ms的速度绕地球做匀速圆周运动。己知卫星的质量为500kg,最后一节火箭壳体的质量为IOOkgo某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为1.8x1.3ms试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？4 .一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是120kg。这个士兵用自动步枪在2s内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是IOg,子弹离开枪口时相对步枪的速度是800ms射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。(1)每次射击后皮划艇的速度改变多少？(2)连续射击后皮划艇的速度是多大？(3

15、)连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？【复习与提高A组】1.12Okg的铁锤从3.2m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.005s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？g取10ms2O2 .两个质量不同而初动量相同的物体，在水平地面上由于摩擦力的作用而停止运动。它们与地面的动摩擦因数相同，请比较它们的滑行时间。3 .在离地面同一高度有质量相同的三个小球mb、c,球以速度W竖直上抛，b球以速度V0竖直下抛,c球做自由落体运动，不计空气阻力，三球落地时动量是否相同？从抛出到落地，三球动量的变化量是否相同？4 .质量为05kg的金属小球,以6ms的速度水平抛出,抛出后经过0.8s落地，gK10ms2(1)小球抛出时和刚落地时，动量的大小、方向如何？(2)小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何？(3)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何？(4)说出你解答上述问题后的认识。5 .图1-1是用木槌把糯米饭打成根耙的场景，有人据此编了一道练习题：“已知木槌质量为18kg,木槌刚接触械耙时的速度是22ms,打击检耙0.1s后木槌静止，求木槌打击械耙时平均作用力的大小。”解答此题，你是否发现，以上数据所描述