[例 51:用細(xì)線將質(zhì)量為 M 的鐵塊綁在質(zhì)量為 m 的木塊的底部。 將塊浸入水中動(dòng)量定理的典型例題,從靜止開始以加速度a均勻下沉(如圖所示)。 時(shí)間 tis 后,細(xì)線斷裂動(dòng)量定理的典型例題,12 秒后,木塊停止下沉。 求木塊停止下沉瞬間鐵塊的速度。 【分析】木塊和鐵塊一起下沉,加速度為a。 此后,兩人獲得了一定的速度。 細(xì)鐵絲斷裂后,鐵塊加速向下,木塊減速向下。 根據(jù)受力情況和運(yùn)動(dòng)變化的特點(diǎn),可以根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)變化的關(guān)系來求解。 【解】從動(dòng)量定理考慮:把木塊 鐵塊 和鐵塊看成一個(gè)整體,細(xì)線斷裂前后全身所受的總外力保持不變,總重力有什么區(qū)別兩者所受到的總浮力,即木塊開始下沉到停止下沉的時(shí)間,其對(duì)整體的沖量為I=F(t〔+12)(m+M) )a(ti+12),其方向垂直向下。 在這個(gè)沖量的作用下,整體的動(dòng)量從Mvx變化(vx是木塊停止下沉?xí)r鐵塊的瞬時(shí)速度)。 因此,根據(jù)動(dòng)量定理 (m+M)a(ti+t2) 【說明】這個(gè)問題也可以根據(jù)牛頓第二定律或者功與動(dòng)能變化的關(guān)系來解決,但是不如動(dòng)量定理。 學(xué)生可以自行比較、研究。 從這個(gè)例子中我們可以看出,動(dòng)量定理不僅可以應(yīng)用于單個(gè)物體,還可以應(yīng)用于整個(gè)系統(tǒng)(無論系統(tǒng)中的物體是相連的還是分離的)。
