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高中物理力学专题训练
大小:0B 12页 发布时间: 2024-05-15 08:15:19 2.53k 1.23k

b.所受合外力为零

c.合外力不为零,但F内>>F外,例如爆炸、碰撞等。

d.合外力不为零,但在某一方向合外力为零,则这一方向动量守恒。

(4)应用动量守恒应注意的几个问题:

a.所有系统中的质点,它们的速度应对同一参考系,应用动量守恒定律建立方程式时它们的速度应是同一时刻的。

b.无论机械运动、电磁运动以及微观粒子运动、只要满足条件,定律均适用。

(5)动量守恒定律的应用步骤。

第一,明确研究对象。

第二,明确所研究的物理过程,分析该过程中研究对象是否满足动量守恒的条件。

第三,明确初、末态的动量及动量的变化。

第四,确定参考系和坐标系,最后根据动量守恒定律列方程,求解。

【例题分析】

例1.对一个质量不变的物体,下列说法正确的是()

A.物体的动能发生变化,其动量必定变化

B.物体的动量发生变化,其动能必定变化

C.物体所受的合外力不为零,物体的动量肯定要发生变化,但物体的动能不一定变

D.物体所受的合外力为零时,物体的动量一定不发生变化

解析:本题讨论动量这一矢量与动能这一标量的关系。动能发生变化,物体的速率必然发生变化,故动量也必然改变。动量发生变化有可能只是速度方向发生改变,物体的动能不一定会发生变化。物体所受合力不为零,加速度一定不为零,速度的改变有三种可能情形:(1)只是速度大小发生变化,方向不变;(2)只是速度方向变化而大小不变;(3)速度的大小和方向都变。所以,合外力不为零时,物体的动量肯定变,而物体所受合外力为零时,物体将做匀速直线运动或处于静止状态,故动量一定不会改变。综上所述,本题的正确答案为ACD。

点评:冲量和动量是两个重要概念,要明确以下几点:(1)冲量是力对时间的累积效应,是过程量;而动量描述的是物体在某一时刻的运动状态,是状态量。

(2)合外力的冲量等于物体动量的变化量。在某一段时间内,冲量与物体动量的变化量方向一致,而动量是描述某一瞬时的状态量,所以,动量与冲量无关。

例2.玻璃杯从同一高度自由落下,掉落在硬质水泥地板上易碎,掉落在松软地毯上不易碎,这是由于玻璃杯掉在松软地毯上()

A.所受合外力的冲量较小

B.动量的变化量较小

C.动量的变化率较小

D.地毯对杯子的作用力小于杯子对地毯的作用力

合外力的冲量与动量改变量大小相等,可见选择A、B错误。

地毯与杯子相互作用中的作用力与反作用力大小相等,故答案D错。本题答案为C。

例3.某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐。

(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm。

(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:________(填选项号)

A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离

B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离

C.测量A球或B球的直径

D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)

E.测量G点相对于水平槽面的高度

(2000年全国高考)

解析:(1)图2中画出了B球的10个落点位置,实验中应取平均位置。

方法是:用最小的圆将所有点圈在里面,圆心位置即为落点平均位置,找准平均位置,读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位。答案为64.7cm(从64.2cm到65.2cm的范围内都正确)

(2)本实验的装置将教材上的实验装置作了微小变化,把放被碰小球的支座去掉,而把被碰小球放在靠近槽末端的的地方,使得被碰小球B和入射小球A都从O点开始做平抛运动,且两球平抛时间相同,以平抛时间为时间单位,则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度。设A未碰B,平抛水平位移为sA;A、B相碰后,A、B两球的水平位移分别为sA’、sB’,A、B质量分别为mA、mB,则碰前A的动量可写成mAsA,碰后A、B总动量为mAsA’+mBsB’,要验证动量是否守恒,即验证以上两动量是否相等,所以该实验应测量的物理量有:mA、mB、sA、sA’、sB’。该题答案是ABD。

点评:本题改变实验条件,在新的情景中寻求需测量的物理量,注重发现问题的能力和创新能力的考查。

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