2019届高考物理知识点总结考点复习动量.pdf
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1、1 2019 届高考物理知识点总结考点复习动量 1.2016 全国卷 3- 5(2)10 分 某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算 方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出; 玩具底部为平板( 面 积略大于S) ;水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均 匀散开忽略空气阻力已知水的密度为,重力加速度大小为g. 求: (i) 喷泉单位时间内喷出的水的质量; (ii)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度 答案: (i) v0S(ii) v 2 0 2g M 2g 2 2v2 0S 2 解析: (i)设t
2、时间内,从喷口喷出的水的体积为V,质量为 m,则 mV Vv0St 由式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为 m t v0S (ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大 小为v. 对于 t时间内喷出的水,由能量守恒得 1 2( m)v 2( m )gh 1 2( m)v 2 0 在h高度处, t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为 p( m)v 设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有 Ftp 由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得 FMg 联立式得 h v 2 0 2g M 2g 2 2v2 0S 2 2.2016 北京卷 (1)
3、动量定理可以表示为pFt,其中动量p和力F都是矢量在运 用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究例如,质量为 m的小球斜射到木板上,入射的角度是 ,碰撞后弹出的角度也是,碰撞前后的速度大小 2 都是v,如图 1- 所示碰撞过程中忽略小球所受重力 图 1- a分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化px、 py; b分析说明小球对木板的作用力的方向 (2) 激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动激光照射到物 体上,在发生反射、 折射和吸收现象的同时,也会对物体产生作用光镊效应就是一个实例, 激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒 一束激光经S点后
4、被分成若干细光束,若不考虑光的反射和吸收,其中光束和穿过介质 小球的光路如图1- 所示,图中O点是介质小球的球心,入射时光束和与SO的夹角均为 ,出射时光束均与SO平行请在下面两种情况下,分析说明两光束因折射对小球产生的 合力的方向 a光束和强度相同; b光束比的强度大. 图 1- 答案: (1)a.0 2mvcos b沿y轴负方向 (2)a. 沿SO向左b指向左上方 解析: (1)a.x方向: 动量变化为 pxmvsin mvsin 0 y方向: 动量变化为 pymvcos ( mvcos ) 2mvcos 方向沿y轴正方向 b根据动量定理可知,木板对小球作用力的方向沿y轴正方向;根据牛顿第
5、三定律可知, 3 小球对木板作用力的方向沿y轴负方向 (2)a. 仅考虑光的折射,设t时间内每束光穿过小球的粒子数为n,每个粒子动量的大小为 p. 这些粒子进入小球前的总动量为p12npcos 从小球出射时的总动量为p22np p1、p2的方向均沿SO向右 根据动量定理Ftp2p12np(1 cos )0 可知,小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根据牛顿第三定律,两光束对小球的 合力的方向沿SO向左 b建立如图所示的Oxy直角坐标系 x方向: 根据 (2)a 同理可知,两光束对小球的作用力沿x轴负方向 y方向: 设t时间内,光束穿过小球的粒子数为n1,光束穿过小球的粒子数为n2,n1n
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