2.动量定理Ft=mv2-mv1的应用
(1)它说明的是力对时间的累积效应.应用动量定理解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.
(2)应用动量定理求解的问题:①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.
3.物体动量的变化率等于它所受的合外力,这是牛顿第二定律的另一种表达式.
4.解题思路
(1)确定研究对象,进行受力分析;
(2)确定初、末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度);
(3)利用Ft=mv2-mv1列方程求解.
例1 质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kg·m/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为 N(取g=10 m/s2).
答案 2 12
解析 由题知vt=4 m/s方向为正,则动量变化Δp=mvt-mv0=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s.由动量定理F合·t=Δp得(FN-mg)t=Δp,则FN=+mg= N+0.2×10 N=12 N.
二、多过程问题中的动量守恒
1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和划分过程,分析系统所受的外力,判断是否满足动量守恒的条件.
2.准确选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程.
例2 如图2所示,两端带有固定薄挡板的滑板C长为L,质量为,与地面间的动摩擦因数为μ,其光滑上表面上静置着质量分别为m、的物块A、B,A位于C的中点,现使B以水平速度2v向右运动,与挡板碰撞并瞬间粘连,不再分开,A、B可看做质点,物块A与B、C的碰撞都可视为弹性碰撞.已知重力加速度为g,求:
图2
(1)B与C上挡板碰撞后的速度以及B、C碰撞后C在水平面上滑动时的加速度大小;
(2)A与C上挡板第一次碰撞后A的速度大小.