|
動(dòng)量定理的內(nèi)容可表述為：物體所受合外力的沖量,，等于物體動(dòng)量的變化。公式表達(dá)為：  或 ,。它反映了外力的沖量與物體動(dòng)量變化的因果關(guān)系,。在涉及力F、時(shí)間t,、物體的速度v發(fā)生變化時(shí),，應(yīng)優(yōu)先考慮選用動(dòng)量定理求解。1,、用動(dòng)量定理解決碰擊問(wèn)題 在碰撞,、打擊過(guò)程中的相互作用力，一般是變力,，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律很難解決,，用動(dòng)量定理分析則方便得多，這時(shí)求出的力應(yīng)理解為作用時(shí)間t內(nèi)的平均力  ,。例1,、蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳,、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員,，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下,，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面1.8m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.4s,。試求網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖擊力,。（取  ）解析：將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從高  處下落,，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度的大小 ,，（向下）………………①彈跳后到達(dá)的高度為  ，剛離網(wǎng)時(shí)速度的大小 ,，（向上）………………②接觸過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到向下的重力  和網(wǎng)對(duì)其向上的彈力F,。選取豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理得： ………………③由以上三式解得：  代入數(shù)值得： 2,、動(dòng)量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到全過(guò)程 當(dāng)幾個(gè)力不同時(shí)作用時(shí),，合沖量可理解為各個(gè)外力沖量的矢量和。對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理可“一網(wǎng)打盡”,，干凈利索,。 例2、用全過(guò)程法再解析例1 運(yùn)動(dòng)員自由下落的時(shí)間 被網(wǎng)彈回做豎直上拋,，上升的時(shí)間 與網(wǎng)接觸時(shí)間為 ,。選取向下為正方向，對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理得：則 3,、用動(dòng)量定理解決曲線問(wèn)題 動(dòng)量定理的應(yīng)用范圍非常廣泛,，不論力是否恒定，運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線,， 總成立,。注意動(dòng)量定理的表達(dá)公式是矢量關(guān)系，兩矢量的大小總是相等,，方向總相同,。例3、以初速 水平拋出一個(gè)質(zhì)量的物體,，試求在拋出后的第2秒內(nèi)物體動(dòng)量的變化,。已知物體未落地,，不計(jì)空氣阻力,，取。解析：此題若求出初,、未動(dòng)量,，再求動(dòng)量的變化 ,，則不在同一直線上的矢量差運(yùn)算較麻煩?？紤]到做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力（恒定）,，故所求動(dòng)量的變化應(yīng)等于重力的沖量，其沖量易求,。有的方向豎直向下,。4、用動(dòng)量定理解決連續(xù)流體的作用問(wèn)題 在日常生活和生產(chǎn)中,，常涉及流體的連續(xù)相互作用問(wèn)題,，用常規(guī)的分析方法很難奏效。若構(gòu)建柱體微元模型應(yīng)用動(dòng)量定理分析求解,。 例4,、有一宇宙飛船以 在太空中飛行，突然進(jìn)入一密度為的微隕石塵區(qū),，假設(shè)微隕石與飛船碰撞后即附著在飛船上,。欲使飛船保持原速度不變，試求飛船的助推器的助推力應(yīng)增大為多少,。（已知飛船的正橫截面積）,。解析：選在時(shí)間△t內(nèi)與飛船碰撞的微隕石為研究對(duì)象，其質(zhì)量應(yīng)等于底面積為S,，高為 的直柱體內(nèi)微隕石塵的質(zhì)量,，即，初動(dòng)量為0,，末動(dòng)量為mv,。設(shè)飛船對(duì)微隕石的作用力為F，由動(dòng)量定理得：則 根據(jù)牛頓第三定律可知,，微隕石對(duì)飛船的撞擊力大小也等于20N,。 因此，飛船要保持原速度勻速飛行,，助推器增大的推力應(yīng)為20N,。 5、動(dòng)量定理的應(yīng)用可擴(kuò)展到物體系統(tǒng) 動(dòng)量定理的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,，也可以是物體系統(tǒng),。 例5、質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用細(xì)繩連在一起,，放在水中,，如圖所示。從靜止開(kāi)始以加速度a在水中勻加速下沉,。經(jīng)時(shí)間 ,，細(xì)線突然斷裂,，金屬塊和木塊分離，再經(jīng)時(shí)間,，木塊停止下沉,，試求此時(shí)金屬塊的速度。解析：把金屬塊,、木塊及細(xì)繩看成一個(gè)物體系統(tǒng),，整個(gè)過(guò)程中受重力 和浮力不變，它們的合力為在繩斷前后也不變,。設(shè)木塊停止下沉?xí)r,，金屬塊的速度為v，選取豎直向下為正方向,，對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理,，有則
|
|
|
來(lái)自： FXian100 > 《高中物理…知識(shí)講解1》
