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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理背景图课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理背景图课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了目录索引，探究点一冲量的计算等内容，欢迎下载使用。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
一、冲量 冲量是过程量、矢量1.定义:力与力的 的乘积叫冲量。 2.公式:I= 。 3.单位: ,符号是 。 4.矢量性:力的方向不变时,冲量的方向与 相同。 5.物理意义:反映力的作用对 的累积效应。
二、动量定理合力的冲量或各个力冲量的矢量和1.内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的 。 2.表达式:I= 或F(t'-t)= 。 三、动量定理的应用 映了物体所受合力的冲量是物体动量变化的原因根据动量定理可知:如果物体的动量发生的变化是一定的,那么作用时间 ,物体受的力就大;作用时间 ,物体受的力就小。
情境链接如图所示,建筑工人戴的安全帽内有帆布垫(也叫缓冲带),把头和帽子的外壳隔开一定的空间。其中有怎样的道理呢?
提示 当安全帽受到坠物冲击时,帆布垫能够延长作用时间,从而减小坠物的冲击力,保护头部。
易错辨析(1)冲量是矢量,恒力的冲量方向与恒力的方向相同。( )(2)力越大,力对物体的冲量越大。( )(3)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合力一定不为零。( )(4)物体所受合力冲量的方向与物体动量变化量的方向相同。( )(5)跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量。( )
决定冲量大小的量还有时间,若时间极短,冲量也可能很小。
跳远时,在沙坑里填沙,是为了延长人与地的作用时间,减小作用力。
文具盒静止在桌面上,经过一段时间,重力对它做功为零,但这段时间内重力的冲量也为零吗?
要点提示 文具盒静止一段时间,其位移为零,故重力做功为零,而冲量是指力与时间的乘积,所以重力的冲量不为零。
1.对冲量的理解(1)冲量是过程量:冲量描述的是作用在物体上的力对一段时间的累积效应,与某一过程相对应。(2)冲量是矢量:①在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同;②如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
【例1】 (多选)某同学拉着行李箱来到校园,行李箱质量为m,拉力大小恒为F,拉力与水平方向成θ角,示意图如图所示。行李箱沿水平面向前做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列关于行李箱在时间t内所受力的冲量表述正确的是( )A.支持力的冲量大小为(mg-Fsin θ)tB.摩擦力的冲量大小为Ftsin θC.重力的冲量大小为mgtD.行李箱所受合力的冲量为零
解析 支持力的大小FN=mg-Fsin θ,故支持力的冲量大小为(mg-Fsin θ)t,A正确;行李箱做匀速直线运动,可知摩擦力Ff=Fcs θ,则摩擦力的冲量大小为Fft=Ftcs θ,B错误;重力的冲量大小为mgt,C正确;因为物体受到的合力为零,所以合力的冲量为零,D正确。
方法技巧 计算冲量的大小时,一定要注意是哪个力在哪一段时间内的冲量,只要力不为零,一段时间内的冲量就不为零,与其他力是否存在及物体的运动状态无关。
对点演练1.一个质量为2 kg的木箱静止在水平地面上,如图甲所示,现在对该木箱施加一个水平向左的推力F,推力F随时间t变化的图像如图乙所示,已知木箱在第1 s内保持静止状态,从第2 s初开始做匀加速直线运动,则前3 s内推力F的冲量的大小为 。
解析 前3 s内推力F的冲量的大小为I=F1t1+F2t2=5×1 N·s+10×2 N·s=25 N·s。
探究点二 应用动量定理求力或冲量
中国高铁的发展令世界瞩目。飞鸟撞击是高铁面临的一大问题,小明同学想利用学过的物理知识估算撞击力的大小。假设飞鸟的质量为0.25 kg,列车的速度是300 km/h,相撞过程中,忽略飞鸟的初速度,飞鸟的末速度和列车一样,两者相撞的作用时间是0.001 s,则飞鸟对列车的平均撞击力大小为多少?
要点提示 忽略飞鸟的初速度,飞鸟的末速度和列车一样,对飞鸟由动量定理得Ft=mΔv,得
1.动量定理的理解(1)动量定理的表达式F·Δt=mv'-mv是矢量式,等号包含了合力的冲量与动量变化量的大小相等、方向相同两方面的含义。(2)动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因。冲量反映了力对时间的累积效应,与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系。(3)公式中的F是物体所受的合力或合力在作用时间内的平均值。(4)适用对象:单个物体或者可以看作整体的物体系统。(5)适用范围:宏观物体的低速运动、微观物体的高速运动、变力、恒力、直线、曲线,动量定理都适用。
2.动量定理的应用(1)根据I合=Δp,利用合力的冲量求动量变化量或利用动量的变化求合力的冲量。(2)根据 ,利用动量的变化率求合力。(3)根据I1+I2+…=mv2-mv1或F1t1+F2t2+…=mv2-mv1,求某个力(或冲量),求初(或末)动量。
【例2】 质量m=70 kg的撑竿跳高运动员从最高点h=5.0 m高处落到海绵垫上,经Δt1=1 s停止,则海绵垫对运动员的平均作用力大小约为多少?如果是落到普通沙坑中,经Δt2=0.1 s停止,则沙坑对运动员的平均作用力大小约为多少?(忽略空气阻力,g取10 m/s2)
答案 1 400 N 7 700 N解析 在全过程以运动员为研究对象,初、末动量的数值都是0,所以运动员的动量变化量为零,以竖直向下为正方向,根据动量定理,合力的冲量为零,根据h= gt2可知,物体下落到地面上所需要的时间是t=1 s从开始下落到落到海绵垫上停止的过程有mg(t+Δt1)-FΔt1=0代入数据,解得F=1 400 N下落到沙坑的过程有mg(t+Δt2)-F'Δt2=0代入数据,解得F'=7 700 N。
对点演练2.如图所示,用0.5 kg的铁锤把钉子竖直钉进木头里,打击时铁锤的速度为4 m/s。如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,g取10 m/s2,求:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到铁锤对它的平均作用力;(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到铁锤对它的平均作用力。
答案 (1)200 N,方向竖直向下(2)205 N,方向竖直向下解析 (1)以铁锤为研究对象,不计铁锤重力时,铁锤只受钉子的作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正方向,根据动量定理有F1t=0-(-mv)得F1= N=200 N,方向竖直向上由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为200 N,方向竖直向下。(2)若考虑铁锤重力,设此时铁锤受钉子的作用力为F2,取竖直向上为正方向,对铁锤应用动量定理有(F2-mg)t=0-(-mv)得F2= N+0.5×10 N=205 N,方向竖直向上由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为205 N,方向竖直向下。
探究点三 应用动量定理解释现象
把鸡蛋直接放在摩托车上运输,结果很可能会被打碎。如果把鸡蛋放到海绵盒子中,即使是长途运输也基本不会破碎。你能解释这种现象吗?
要点提示 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之就越小,把鸡蛋放到海绵盒子中运输,是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。
【例3】 (多选)对下列几种物理现象的解释,正确的是( )A.钉钉子时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B.跳高时,放置海绵垫是为了减小冲量C.易碎品运输时要用柔软材料包装是为了延长作用时间以减小作用力D.推车车不动,是因为车所受合力的冲量为零
解析 钉钉子时,不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长,作用力小,A项不正确;跳高时,放置海绵垫是为了延长作用时间,减小作用力,B项不正确;由动量定理F·Δt=Δp知,当Δp相同时,Δt越长,作用力越小,C项正确;车能否移动或运动状态能否改变取决于所受合力的作用,若合力的冲量为零,则动量不改变,即速度不改变,D项正确。
方法技巧 解决利用动量定理解释现象的问题时,先弄明白作用过程中三个物理量(Δp、F、Δt),哪个物理量一定,哪个物理量变化,然后由动量定理变形得出未知量的变化情况。
对点演练3.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点。忽略空气阻力,若以2v速度抽出纸条,则铁块的落地点( )A.仍在P点B.在P点左边C.在P点右边不远处D.在P点右边原水平位移的两倍处
解析 纸条抽出的过程,铁块所受的滑动摩擦力一定,以v的速度抽出纸条,铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长,由I=Fft=mv0得铁块获得速度较大,平抛运动的水平位移较大。以2v的速度抽出纸条的过程,铁块受滑动摩擦力作用时间较短,铁块获得速度较小,平抛运动的位移较小,故B正确,A、C、D错误。
1.(缓冲的实例分析)在出现撞击事故时,安全气囊可以保护乘客。关于安全气囊的作用原理,下列说法正确的是( )A.安全气囊减小乘客的动能变化量B.安全气囊减小乘客的动量变化量C.安全气囊减小乘客的动量变化率D.安全气囊减小乘客受到合力的冲量
解析 汽车发生碰撞过程,乘客从运动到静止,动能的变化量ΔEk一定,动量的变化量Δp一定,故A、B错误;由动量定理可知,乘客受到的冲量大小一定,故D错误;由于安全气囊增加了乘客减速到零所用的时间,因此可以减小乘客的动量变化率,故C正确。
2.(动量定理的应用)质量为4 kg的小球,以10 m/s的速度在光滑水平面上向右运动,如图所示。小球与竖直墙壁碰撞后反弹的速度大小为8 m/s,以水平向右为正方向,则( )A.碰撞前后小球动量变化量为-8 kg·m/sB.碰撞前后小球动量变化量为72 kg·m/sC.墙壁给小球的力的冲量大小为8 N·sD.墙壁给小球的力的冲量大小为72 N·s
解析 规定水平向右为正方向,则动量变化量为Δp=(-4×8-4×10) kg·m/s=-72 kg·m/s,故A、B错误;根据动量定理可得I=Δp=-72 N·s,则墙壁给小球的力的冲量大小为72 N·s,故C错误,D正确。
3.(缓冲的实例分析)从一定高度落下一个鸡蛋,分别落到棉絮上和水泥地上,下面结论正确的是( )A.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化小B.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它受到的冲量大C.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化率大D.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它的动量变化快
解析 落到棉絮上的鸡蛋不易碎,而落到水泥地上的鸡蛋易碎,不是其动量大小和冲量大小的原因,而是作用时间不同,落到棉絮上的作用时间长,动量变化率小,合力小,则不易破碎,落到水泥地上的作用时间短,动量变化率大,合力大,则易破碎,故D正确,A、B、C错误。
4.(动量定理与v-t图像的综合)质量为1 kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受合力的冲量分别是( )A.10 N·s,10 N·sB.10 N·s,-10 N·sC.0,10 N·sD.0,-10 N·s
解析 根据动量定理,物体所受合力的冲量等于其动量的变化量。0~10 s内,v1=5 m/s,v2=5 m/s,则Δp1=0,所以I1=0;10~20 s内,v3=5 m/s,v4=-5 m/s,故I2=Δp2=mv4-mv3=[1×(-5)-1×5] kg·m/s=-10 kg·m/s=-10 N·s,D正确,A、B、C错误。
5.(动量定理的应用)(多选)(2023河北保定高二阶段练习)有些人喜欢躺着看手机,可能会出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为160 g,从距离人眼约20 cm的正上方无初速度掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s,忽略空气阻力,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )A.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化约为0.48 kg·m/sB.手机对眼睛的冲量方向竖直向下C.手机对眼睛的冲量大小约为0.32 N·sD.手机对眼睛的平均作用力大小约为3.2 N
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
一、冲量 冲量是过程量、矢量1.定义:力与力的 的乘积叫冲量。 2.公式:I= 。 3.单位: ,符号是 。 4.矢量性:力的方向不变时,冲量的方向与 相同。 5.物理意义:反映力的作用对 的累积效应。
二、动量定理合力的冲量或各个力冲量的矢量和1.内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的 。 2.表达式:I= 或F(t'-t)= 。 三、动量定理的应用 映了物体所受合力的冲量是物体动量变化的原因根据动量定理可知:如果物体的动量发生的变化是一定的,那么作用时间 ,物体受的力就大;作用时间 ,物体受的力就小。
情境链接如图所示,建筑工人戴的安全帽内有帆布垫(也叫缓冲带),把头和帽子的外壳隔开一定的空间。其中有怎样的道理呢?
提示 当安全帽受到坠物冲击时,帆布垫能够延长作用时间,从而减小坠物的冲击力,保护头部。
易错辨析(1)冲量是矢量,恒力的冲量方向与恒力的方向相同。( )(2)力越大,力对物体的冲量越大。( )(3)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合力一定不为零。( )(4)物体所受合力冲量的方向与物体动量变化量的方向相同。( )(5)跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量。( )
决定冲量大小的量还有时间,若时间极短,冲量也可能很小。
跳远时,在沙坑里填沙,是为了延长人与地的作用时间,减小作用力。
文具盒静止在桌面上,经过一段时间,重力对它做功为零,但这段时间内重力的冲量也为零吗?
要点提示 文具盒静止一段时间,其位移为零,故重力做功为零,而冲量是指力与时间的乘积,所以重力的冲量不为零。
1.对冲量的理解(1)冲量是过程量:冲量描述的是作用在物体上的力对一段时间的累积效应,与某一过程相对应。(2)冲量是矢量:①在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同;②如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
【例1】 (多选)某同学拉着行李箱来到校园,行李箱质量为m,拉力大小恒为F,拉力与水平方向成θ角,示意图如图所示。行李箱沿水平面向前做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列关于行李箱在时间t内所受力的冲量表述正确的是( )A.支持力的冲量大小为(mg-Fsin θ)tB.摩擦力的冲量大小为Ftsin θC.重力的冲量大小为mgtD.行李箱所受合力的冲量为零
解析 支持力的大小FN=mg-Fsin θ,故支持力的冲量大小为(mg-Fsin θ)t,A正确;行李箱做匀速直线运动,可知摩擦力Ff=Fcs θ,则摩擦力的冲量大小为Fft=Ftcs θ,B错误;重力的冲量大小为mgt,C正确;因为物体受到的合力为零,所以合力的冲量为零,D正确。
方法技巧 计算冲量的大小时,一定要注意是哪个力在哪一段时间内的冲量,只要力不为零,一段时间内的冲量就不为零,与其他力是否存在及物体的运动状态无关。
对点演练1.一个质量为2 kg的木箱静止在水平地面上,如图甲所示,现在对该木箱施加一个水平向左的推力F,推力F随时间t变化的图像如图乙所示,已知木箱在第1 s内保持静止状态,从第2 s初开始做匀加速直线运动,则前3 s内推力F的冲量的大小为 。
解析 前3 s内推力F的冲量的大小为I=F1t1+F2t2=5×1 N·s+10×2 N·s=25 N·s。
探究点二 应用动量定理求力或冲量
中国高铁的发展令世界瞩目。飞鸟撞击是高铁面临的一大问题,小明同学想利用学过的物理知识估算撞击力的大小。假设飞鸟的质量为0.25 kg,列车的速度是300 km/h,相撞过程中,忽略飞鸟的初速度,飞鸟的末速度和列车一样,两者相撞的作用时间是0.001 s,则飞鸟对列车的平均撞击力大小为多少?
要点提示 忽略飞鸟的初速度,飞鸟的末速度和列车一样,对飞鸟由动量定理得Ft=mΔv,得
1.动量定理的理解(1)动量定理的表达式F·Δt=mv'-mv是矢量式,等号包含了合力的冲量与动量变化量的大小相等、方向相同两方面的含义。(2)动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因。冲量反映了力对时间的累积效应,与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系。(3)公式中的F是物体所受的合力或合力在作用时间内的平均值。(4)适用对象:单个物体或者可以看作整体的物体系统。(5)适用范围:宏观物体的低速运动、微观物体的高速运动、变力、恒力、直线、曲线,动量定理都适用。
2.动量定理的应用(1)根据I合=Δp,利用合力的冲量求动量变化量或利用动量的变化求合力的冲量。(2)根据 ,利用动量的变化率求合力。(3)根据I1+I2+…=mv2-mv1或F1t1+F2t2+…=mv2-mv1,求某个力(或冲量),求初(或末)动量。
【例2】 质量m=70 kg的撑竿跳高运动员从最高点h=5.0 m高处落到海绵垫上,经Δt1=1 s停止,则海绵垫对运动员的平均作用力大小约为多少?如果是落到普通沙坑中,经Δt2=0.1 s停止,则沙坑对运动员的平均作用力大小约为多少?(忽略空气阻力,g取10 m/s2)
答案 1 400 N 7 700 N解析 在全过程以运动员为研究对象,初、末动量的数值都是0,所以运动员的动量变化量为零,以竖直向下为正方向,根据动量定理,合力的冲量为零,根据h= gt2可知,物体下落到地面上所需要的时间是t=1 s从开始下落到落到海绵垫上停止的过程有mg(t+Δt1)-FΔt1=0代入数据,解得F=1 400 N下落到沙坑的过程有mg(t+Δt2)-F'Δt2=0代入数据,解得F'=7 700 N。
对点演练2.如图所示,用0.5 kg的铁锤把钉子竖直钉进木头里,打击时铁锤的速度为4 m/s。如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,g取10 m/s2,求:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到铁锤对它的平均作用力;(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到铁锤对它的平均作用力。
答案 (1)200 N,方向竖直向下(2)205 N,方向竖直向下解析 (1)以铁锤为研究对象,不计铁锤重力时,铁锤只受钉子的作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正方向,根据动量定理有F1t=0-(-mv)得F1= N=200 N,方向竖直向上由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为200 N,方向竖直向下。(2)若考虑铁锤重力,设此时铁锤受钉子的作用力为F2,取竖直向上为正方向,对铁锤应用动量定理有(F2-mg)t=0-(-mv)得F2= N+0.5×10 N=205 N,方向竖直向上由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为205 N,方向竖直向下。
探究点三 应用动量定理解释现象
把鸡蛋直接放在摩托车上运输,结果很可能会被打碎。如果把鸡蛋放到海绵盒子中,即使是长途运输也基本不会破碎。你能解释这种现象吗?
要点提示 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之就越小,把鸡蛋放到海绵盒子中运输,是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。
【例3】 (多选)对下列几种物理现象的解释,正确的是( )A.钉钉子时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B.跳高时,放置海绵垫是为了减小冲量C.易碎品运输时要用柔软材料包装是为了延长作用时间以减小作用力D.推车车不动,是因为车所受合力的冲量为零
解析 钉钉子时,不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长,作用力小,A项不正确;跳高时,放置海绵垫是为了延长作用时间,减小作用力,B项不正确;由动量定理F·Δt=Δp知,当Δp相同时,Δt越长,作用力越小,C项正确;车能否移动或运动状态能否改变取决于所受合力的作用,若合力的冲量为零,则动量不改变,即速度不改变,D项正确。
方法技巧 解决利用动量定理解释现象的问题时,先弄明白作用过程中三个物理量(Δp、F、Δt),哪个物理量一定,哪个物理量变化,然后由动量定理变形得出未知量的变化情况。
对点演练3.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点。忽略空气阻力,若以2v速度抽出纸条,则铁块的落地点( )A.仍在P点B.在P点左边C.在P点右边不远处D.在P点右边原水平位移的两倍处
解析 纸条抽出的过程,铁块所受的滑动摩擦力一定,以v的速度抽出纸条,铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长,由I=Fft=mv0得铁块获得速度较大,平抛运动的水平位移较大。以2v的速度抽出纸条的过程,铁块受滑动摩擦力作用时间较短,铁块获得速度较小,平抛运动的位移较小,故B正确,A、C、D错误。
1.(缓冲的实例分析)在出现撞击事故时,安全气囊可以保护乘客。关于安全气囊的作用原理,下列说法正确的是( )A.安全气囊减小乘客的动能变化量B.安全气囊减小乘客的动量变化量C.安全气囊减小乘客的动量变化率D.安全气囊减小乘客受到合力的冲量
解析 汽车发生碰撞过程,乘客从运动到静止,动能的变化量ΔEk一定,动量的变化量Δp一定,故A、B错误;由动量定理可知,乘客受到的冲量大小一定,故D错误;由于安全气囊增加了乘客减速到零所用的时间,因此可以减小乘客的动量变化率,故C正确。
2.(动量定理的应用)质量为4 kg的小球,以10 m/s的速度在光滑水平面上向右运动,如图所示。小球与竖直墙壁碰撞后反弹的速度大小为8 m/s,以水平向右为正方向,则( )A.碰撞前后小球动量变化量为-8 kg·m/sB.碰撞前后小球动量变化量为72 kg·m/sC.墙壁给小球的力的冲量大小为8 N·sD.墙壁给小球的力的冲量大小为72 N·s
解析 规定水平向右为正方向,则动量变化量为Δp=(-4×8-4×10) kg·m/s=-72 kg·m/s,故A、B错误;根据动量定理可得I=Δp=-72 N·s,则墙壁给小球的力的冲量大小为72 N·s,故C错误,D正确。
3.(缓冲的实例分析)从一定高度落下一个鸡蛋,分别落到棉絮上和水泥地上,下面结论正确的是( )A.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化小B.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它受到的冲量大C.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化率大D.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它的动量变化快
解析 落到棉絮上的鸡蛋不易碎,而落到水泥地上的鸡蛋易碎,不是其动量大小和冲量大小的原因,而是作用时间不同,落到棉絮上的作用时间长,动量变化率小,合力小,则不易破碎,落到水泥地上的作用时间短,动量变化率大,合力大,则易破碎,故D正确,A、B、C错误。
4.(动量定理与v-t图像的综合)质量为1 kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受合力的冲量分别是( )A.10 N·s,10 N·sB.10 N·s,-10 N·sC.0,10 N·sD.0,-10 N·s
解析 根据动量定理,物体所受合力的冲量等于其动量的变化量。0~10 s内,v1=5 m/s,v2=5 m/s,则Δp1=0,所以I1=0;10~20 s内,v3=5 m/s,v4=-5 m/s,故I2=Δp2=mv4-mv3=[1×(-5)-1×5] kg·m/s=-10 kg·m/s=-10 N·s,D正确,A、B、C错误。
5.(动量定理的应用)(多选)(2023河北保定高二阶段练习)有些人喜欢躺着看手机,可能会出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为160 g,从距离人眼约20 cm的正上方无初速度掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s,忽略空气阻力,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )A.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化约为0.48 kg·m/sB.手机对眼睛的冲量方向竖直向下C.手机对眼睛的冲量大小约为0.32 N·sD.手机对眼睛的平均作用力大小约为3.2 N
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