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1、要點1:用動量定律分析連續體相互作用的方法,就是利用動量定律的方法。具體步驟如下:(1)確定短時間t內的連續體作為研究對象;(2)寫出t內連續體的質量m與t的關系;(3)分析連續體m受力和動量的變化;(4)利用動量定律建立公式,求解點對點算例。航天器在飛行過程中需要解決的技術問題很多,其中之一就是如何在航天器進入宇宙塵區時,保持航天器的速度恒定。中國科學家解決了這個問題,使“神舟五號”飛船得以成功飛行。假設有一艘航天器,其正面面積為S0.98平方米,它以v2103米/秒的速度進入宇宙塵區。塵埃區中每 1 立方米空間中有一個粒子。每個粒子的平均質量為 m2104 克。如果航天器的速度保持不變
2.若航天器的速度發生變化,那么航天器的牽引力應該增加多少?(假設粒子與航天器碰撞后附著在航天器上) 解答指南 由于航天器的速度不變,所以增加的牽引力應該等于粒子對航天器的作用力,根據牛頓第三運動定律,這個力也等于航天器對粒子的作用力。只需要求出粒子在時間t內的質量,然后利用動量定理求出航天器對粒子的作用力,就可以得到航天器增加的牽引力。 粒子在時間t內附著在航天器上的質量為:MmSvt。假設航天器對粒子的作用力為F,由動量定理可得:,即FmSv2。代入數據可得F0.784 N。 答案 0.784 N 方法 注釋 對于這類質量連續變化的問題,關鍵在于研究對象的選取,通常采用的方法是選取在時間t內發生相互作用的變質量物體作為研究對象高中物理 微元法,確定相互作用前后的動量,然后利用動量定理求出在時間t內發生相互作用的變質量物體的質量。
3、理解問題1:為估算雨滴撞擊池塘睡蓮葉片時產生的平均壓強,小明在下雨天在露臺上放置一個圓柱形水杯,測量1小時內杯中的水位上升了45mm。經查詢,當時雨滴的垂直下落速度約為12m/s。據此估算出壓強約為(假設雨滴打在睡蓮上后沒有反彈,忽略雨滴的重力,雨水的密度為/m3)()A 0.15Pa B 0.54Pa C 1.5Pa D 5.4Pa 答案A 解析:由題意可知1小時內水位上升45mm,故可知每秒水位上升的高度為:hm,t秒內雨水對睡蓮葉片的沖量為:(S底h)v,雨滴對睡蓮葉片的壓強為:phv 0.15Pa高中物理 微元法,故選項A正確。 圖12 如圖1所示,水力采煤時,用水槍噴射出強大的高壓水柱對煤層進行沖擊。設水柱直徑為d30厘米,水速v50米/秒,假設水柱射在煤層表面,沖擊到煤層后水速變為零,求水柱對煤層的平均沖擊力(水的密度為1./m3)。答案為1.。分析:設在短時間t內,水槍射出的水的質量為m,則mSvt。以m為研究對象,如圖所示,其在時間t內的動量變化為pm(0v)Sv2t。設F為水對煤層的平均力,即沖擊力,F為煤層對水的反沖力。以v的方向為正方向,根據動量定理(忽略水的重力),有,即FSv2。根據牛頓第三運動定律可知FFSv2,公式中將Sd2代入數據可解得F1.77105 N。