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  • 2021-11-10 发布

中考物理复习初高中知识衔接分类汇编专题09动量及冲量

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1 专题 09 动量及冲量 1、(2018 贵阳适应性卷)体育课上老师告诉同学们:起跳投篮后为了防止落地脚受伤,脚 尖要先着地,脚跟再与地面接触(如图所示).爱思考的小刚提出了疑惑,为什么不能是脚 掌直接着地呢?为此,他请教了物理老师。 老师解释道:让脚尖先着地能够对人起到缓冲作用,从而减小落地时地面对脚的伤害。我们 可以利用以下这个关系式来解释这个问题:从脚尖着地到整个脚掌静止在水平地面上的这个 过程满足 F 合 t=m·Δv(其中 F 合为物体受到外力的合力,t 为力作用的时间,m 为物体的 质量,Δv 为速度的变化量),通过对公式的分析、计算便能解答你的疑惑, 请你回答下列问题: (1)若小刚的质量为 50 kg,则他受到的重力是多大?(取 g=10 N/kg) (2)若小刚从地面跳到 0.4 m 的空中,这一过程他需要克服重力做多少功? (3)若小刚从空中竖直落回水平地面,两脚尖同时着地时的速度为 3.5 m/s,从脚尖着地 到整个脚掌静止在地面上耗时 0.2 s,则这个过程中小刚受到地面对他的作用力是多大?(设 该作用力是恒力,不计空气阻力) (4)如果是脚掌直接着地,地面对脚作用的时间更短暂,脚受伤的几率将会增加。请你利 用上述关系式分析解释脚掌直接着地容易受伤的原因. 解析:(1)重力 NG 500mg  ; (2)克服重力做功 JGhWG 200 ; (3)取向下为正方向,根据动量定理得 mvtFG  0)( ,即 mvtGF  )( 解得:F=375N (4)由 mvtGF  )( 可知:当脚掌直接着地时,地面对脚作用的时间 t 更小,地面对脚 的作用力 更大,所以脚掌直接着地时容易受伤的。 故答案为:(1)500N;(2)200J;(3)375N;(4)见解析 2 2、王椿钰同学上在阅读物理课外读物时学习了一个新的知识----冲量,它是一个过程量, 一个恒力的冲量指的是这个力钰起作用时间的乘积,计算公式为 FtI  。水平地面上有一 块密度 0.5×103kg/m3、高 1.2m 的长方体木块.小林用水平推力 F 把木块向前推动,此过程 中,推力 F 和木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图甲、乙所示.求: (1)木块静止时对地面的压强; (2)在 3~5s 内,推力对木块所做的功; (3)请在图 2 丙中,画出 0~6s 内木块所受的摩擦力 f 随时间 t 变化的图线; (4)木块在 1-6s 内的摩擦力的冲量。 解析:(1)木块放在水平桌面上,根据压力大小等于重力大小, G=mg= Vg S FP N = mkgNmkgghs shg 2.1/10/105.0 33   =6000Pa; (2)由 乙 图 可 知 , 3 ~ 5s 运 动 的 路 程 vts  = mssm 22/1  , 根 据  FsW 200N J400m2  ; (3)由图丙可知,用 200N 的水平推力能使木箱匀速前进说明此时木箱所受的摩擦力和推力 是水平方向上的一对平衡力,摩擦力等于推力等于 200N。 木箱在 1~3s 内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,物 体间接触面与物体间压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则 1s~3s 木箱受到的摩擦力 大小为 200N。 在 0~1s 内物体没有移动,处于静止状态,摩擦力与推力相平衡,即此时摩擦力为 100N, 图象如下图: 3 ; (4)由(3)可知,1-6s 的摩擦力为 200N,根据 FtI  =200N sN  1000s5 。 3、小明在打台球时,发现当一个球撞击另一个球时,被撞小球差不多以相同的速度沿原方 向运动,小明觉得很神奇,于是回到学校咨询物理汪老师。老师告诉他一下的知识。 知识点一:运动物体的质量和速度的乘积叫物体的动量,表达式为 mvP  ,已知动量是矢 量(矢量含义:有方向,有大小,在研究直线运动时,因规定正方向,若速度与规定正方向 相同时,该动量为正则, mvP  。若速度相反是,该动量为负则 mvP - )。 知识点二:如果运动过程中系统不受外力或所受外力之和为零,则系统总动量守恒,用公式 ' 2 ' 2 '' 12211m vmvmvmv  ,(其中 21vv 表示撞击前物体的速度, ' 2 ' 1 vv 表示碰撞后的物体 的速度)。 如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰,小球的质量分别为 1m 和 2m ,图乙为它 们碰撞前后的 x−t 图象。已知 1m =0.1kg.由此可以判断 (1)请描述碰撞前碰前 1m 和 2m 的运动情况? (2)碰后 1m 和 2m 的速度分别是多少,动量分别是多少?由动量守恒定律,请计算出 2m 的 质量? 解析:(1)由乙图的 x-t 图像可知 1m 为匀速运动,速度 1v = sms m t s /42 8  ; 2m 静止,速 度 smv /02  ; (2)由(1)可知 1m 、 2m 的速度, 1m 的动量 1P = 1m 1v =4m/s  0.1kg=0.4kg  m/s, 4 1P = 1m 1v =0m/s  2m =0kg  m/s;由乙图可知,碰撞后 1m 、 2m 的速度分别是 21vv , m/s2s4 m8' 1 v smtv /2s' 2  。以 1m 的碰撞前速度方向为正方向, 1m 碰撞后的速度方 向与碰撞前相反, 2m 碰撞后的速度方向与碰撞前相同,所以 m/s2-' 1 v ; smv /2' 2  ,由 碰撞前后系统动量守恒,将 1m 、 2m 看成一个整体,由 ' 2 ' 2 '' 12211m vmvmvmv  可得 4m/s 0.1kg+ 2m  sm/0 =0.1kg-2m/s+ 2m  2m/s 可以推出 2m =0.3kg。