【#高考# 導(dǎo)語】成功的花兒，其間沾滿了拼搏的汗水和淚水。然而，用眼淚和淚水就可以實(shí)現(xiàn)一切的美好。無憂考網(wǎng)整理中考化學(xué)知識(shí)點(diǎn)備考之動(dòng)量定律的六種應(yīng)用,今天你進(jìn)步了嗎？
動(dòng)量定律是力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)，使物體的動(dòng)量發(fā)生改變，適用的范圍很廣，它的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體，也可以是物體系;它不僅適用于恒力情形，而且也適用于變力情形，尤其在解決作用時(shí)間短、作用力大小隨時(shí)間變化的嚴(yán)打、碰撞等問題時(shí)，動(dòng)量定理要比牛頓定律便捷得多，本文試從幾個(gè)角度談動(dòng)量定律的應(yīng)用。
[一、用動(dòng)量定理解釋生活中的現(xiàn)象]
[例1]豎立放置的粉筆壓在字條的一端.要想把字條從粉筆下抽出，又要保證粉筆不倒，應(yīng)該緩緩、小心地將字條抽出，還是快速將字條抽出?說明理由。
[解析]紙條從粉筆下抽出，粉筆遭到字條對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力μmg作用，方向順著字條抽出的方向.不論字條是快速抽出，還是緩緩抽出，粉筆在水平方向遭到的摩擦力的大小不變.在字條抽出過程中，粉筆遭到摩擦力的作用時(shí)間用t表示，粉筆遭到摩擦力的沖量為μmgt，粉筆原先靜止，初動(dòng)量為零，粉筆的末動(dòng)量用mv表示.根據(jù)動(dòng)量定律有:μmgt=mv。
如果平緩抽出字條，紙條對(duì)粉筆的作用時(shí)間比較長(zhǎng)，粉筆遭到字條對(duì)它摩擦力的沖量就比較大，粉筆動(dòng)量的改變也比較大什么情況用動(dòng)量定理，粉筆的底端就獲得了一定的速率.由于慣性，粉筆下端還沒有來得及運(yùn)動(dòng)，粉筆就倒了。
如果在極短的時(shí)間內(nèi)把字條抽出，紙條對(duì)粉筆的摩擦力沖量極小，粉筆的動(dòng)量幾乎不變.粉筆的動(dòng)量改變得極小，粉筆幾乎不動(dòng)，粉筆也不會(huì)倒下。
[二、用動(dòng)量定律解曲線運(yùn)動(dòng)問題]
[例2]以速率v0水平拋出一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，若在拋出后5s未落地且未與其它物體相撞，求它在5s內(nèi)的動(dòng)量的變化.(g=10m/s2)。
[解析]此題若求出末動(dòng)量，再求它與初動(dòng)量的矢量差，則極為冗長(zhǎng).由于平拋出去的物體只受重力且為恒力，故所求動(dòng)量的變化等于重力的沖量.則
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50kg·m/s。
[點(diǎn)評(píng)]①運(yùn)用Δp=mv-mv0求Δp時(shí)，初、末速度必須在同一直線上，若不在同一直線，需考慮運(yùn)用矢量法則或動(dòng)量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求沖量，F(xiàn)必須是恒力，若F是變力，需用動(dòng)量定理I=Δp求解I。
[三、用動(dòng)量定理解決嚴(yán)打、碰撞問題]
打擊、碰撞過程中的互相斥力，一般不是恒力，用動(dòng)量定理可只討論初、末狀態(tài)的動(dòng)量和斥力的沖量，不必討論每一瞬時(shí)力的大小和加速度大小問題。
[例3]蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張緊繃的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各類空中動(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，觸網(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g=10m/s2)
[解析]將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從高h(yuǎn)1處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速率方向向上，大小。
彈跳后抵達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時(shí)速率方向向下，大小，
接觸過程中運(yùn)動(dòng)員遭到向上的重力mg和網(wǎng)對(duì)其向下的彈力F.選取豎直向下為正方向，由動(dòng)量定律得:。
由以上三式解得:，
代入數(shù)值得:F=1.2×103N。
[四、用動(dòng)量定理解決連續(xù)流體的作用問題]
在日常生活和生產(chǎn)中，常涉及流體的連續(xù)相互作用問題，用常規(guī)的剖析方式很難奏效.若建立柱體微元模型應(yīng)用動(dòng)量定理剖析求解，則曲徑通幽，“柳暗花明又一村”。
[[例4]]有一宇宙飛船以v=10km/s在太空中飛行，突然步入一密度為ρ=1×10-7kg/m3的微隕石塵區(qū)，假設(shè)微隕石塵與飛船碰撞后即附著在飛船上.欲使飛船保持原速率不變，試求飛船的助推器的助推力應(yīng)減小為多少?(已知飛船的正橫截面積S=2m2)
[解析]選在時(shí)間Δt內(nèi)與飛船碰撞的微隕石塵為研究對(duì)象，其質(zhì)量應(yīng)等于底面積為S，高為vΔt的直柱體內(nèi)微隕石塵的質(zhì)量，即m=ρSvΔt，初動(dòng)量為0，末動(dòng)量為mv.設(shè)飛船對(duì)微隕石的斥力為F，由動(dòng)量定理得
，
則。
根據(jù)牛頓第三定律可知，微隕鐵對(duì)飛船的撞擊力大小也等于20N.因此，飛船要保持原速率勻速飛行，助推器的推力應(yīng)減小20N。
[五、動(dòng)量定律的應(yīng)用可擴(kuò)充到全過程]
物體在不同階段受力情況不同，各力可以先后形成沖量，運(yùn)用動(dòng)量定律，就不用考慮運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)，可“一網(wǎng)打盡”，干凈利索。
[[例5]]質(zhì)量為m的物體靜止放到足夠大的水平桌面上，物體與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有一水平恒力F作用在物體上，使之加速前進(jìn)，經(jīng)t1s撤掉力F后，物體減速前進(jìn)直到靜止，問:物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間有多長(zhǎng)?
[[解析]]本題若運(yùn)用牛頓定律解決則過程較為繁雜，運(yùn)用動(dòng)量定理則可一氣呵成，一目了然.由于全過程初、末狀態(tài)動(dòng)量為零，對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)量定律，有
故。
[點(diǎn)評(píng)]本題朋友們可以嘗試運(yùn)用牛頓定律來求解，以求把握一題多解的方式，同時(shí)比較不同方式各自的特征，這對(duì)今后的學(xué)習(xí)會(huì)有較大的幫助。
[六、動(dòng)量定律的應(yīng)用可擴(kuò)充到物體系]
盡管系統(tǒng)內(nèi)各物體的運(yùn)動(dòng)情況不同，但各物體所受沖量之和仍等于各物體總動(dòng)量的變化量。
[[例6]]質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的鐵塊通過細(xì)線連在一起，從靜止開始以加速度a在水底下沉，經(jīng)時(shí)間t1，細(xì)線破裂，金屬塊和鐵塊分離，再經(jīng)過時(shí)間t2鐵塊停止下沉，此時(shí)金屬塊的速率多大?(已知此時(shí)金屬塊還沒有碰究竟面.)
[[解析]]金屬塊和鐵塊作為一個(gè)系統(tǒng)，整個(gè)過程系統(tǒng)遭到重力和壓強(qiáng)的沖量作用，設(shè)金屬塊和鐵塊的壓強(qiáng)分別為F浮M和F浮m，木塊停止時(shí)金屬塊的速率為vM，取豎直向下的方向?yàn)檎较?strong>什么情況用動(dòng)量定理，對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)量定理得
①
細(xì)線破裂前對(duì)系統(tǒng)分析受力有
，②
聯(lián)立①②得。
綜上，動(dòng)量定量的應(yīng)用十分廣泛.仔細(xì)地理解動(dòng)量定律的數(shù)學(xué)意義，潛心地探究它的典型應(yīng)用，對(duì)于我們深入理解有關(guān)的知識(shí)、感悟方式，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技巧剖析解決實(shí)際問題的能力很有幫助.
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