動(dòng)量定律的研究對(duì)象廣泛,在解決嚴(yán)打和碰撞等問(wèn)題時(shí),動(dòng)量定律的運(yùn)用是要簡(jiǎn)便于牛頓定律的。關(guān)于動(dòng)量定律的綜合應(yīng)用場(chǎng)景的范圍,伊頓教育小編從以下六個(gè)方面,以不同的角度剖析了此定律的應(yīng)用怎么應(yīng)用動(dòng)量定理,對(duì)于動(dòng)量守恒的問(wèn)題,希望你們也能通過(guò)以下的介紹和剖析確切的把握。更多精彩資訊請(qǐng)關(guān)注本站。
用動(dòng)量定律解釋生活中的現(xiàn)象
矗立放置的粉筆壓在字條的一端.要想把字條從粉筆下抽出,又要降低粉筆不倒,應(yīng)當(dāng)緩緩、小心地將字條抽出,還是將字條抽出?說(shuō)明理由。
[解析]字條從粉筆下抽出,粉筆遭到字條對(duì)它的滑動(dòng)磨擦力μmg作用,方向順著字條抽出的方向。不論字條是抽出,還是緩緩抽出,粉筆在水平方向遭到的磨擦力的大小不變.在字條抽出過(guò)程中,粉筆遭到磨擦力的作用時(shí)間用t表示,粉筆遭到磨擦力的沖量為μmgt,粉筆原先靜止,初動(dòng)量為零,粉筆的末動(dòng)量用mv表示.依據(jù)動(dòng)量定律有:μmgt=mv。
假如平緩抽出字條,字條對(duì)粉筆的作用時(shí)間比較長(zhǎng),粉筆遭到字條對(duì)它磨擦力的沖量就比較大,粉筆動(dòng)量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了的速率.因?yàn)閼T性,粉筆下端還沒(méi)有來(lái)得及運(yùn)動(dòng),粉筆就倒了。
假如在極短的時(shí)間內(nèi)把字條抽出,字條對(duì)粉筆的磨擦力沖量極小,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。
用動(dòng)量定律解曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
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,則極為繁雜。因?yàn)槠綊伋鋈サ奈矬w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、末速率須要在同仍然線上,若不在同仍然線,需考慮運(yùn)用矢量法則或動(dòng)量定律Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求沖量,F(xiàn)須要是恒力,若F是變力,需用動(dòng)量定律I=Δp求解I。
用動(dòng)量定律解決嚴(yán)打、碰撞問(wèn)題
嚴(yán)打、碰撞過(guò)程中的互相斥力,通常不是恒力,用動(dòng)量定律可只討論初、末狀態(tài)的動(dòng)量和斥力的沖量,何必討論每剎那時(shí)力的大小和加速度大小問(wèn)題。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
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處下落怎么應(yīng)用動(dòng)量定理,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(guò)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.選定豎直向下為正方向,由動(dòng)量定律得:。由以上三式解得:,代入數(shù)值得:F=1.2×103N。
用動(dòng)量定律解決連續(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)互相作用問(wèn)題,用常規(guī)的剖析技巧很難奏效.若建立柱體微元模型應(yīng)用動(dòng)量定律剖析求解,則曲徑通幽,“柳暗花明又一村”。
有一宇宙飛船以v=10km/s在太空中飛行,忽然步入一密度為ρ=1×10-7kg/m3的微隕鐵塵區(qū),假定微隕鐵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,試求飛船的推進(jìn)器的推進(jìn)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)與飛船碰撞的微隕鐵塵為研究對(duì)象,其質(zhì)量應(yīng)等于底面積為S,高為vΔt的直柱體內(nèi)微隕鐵塵的質(zhì)量,即m=ρSvΔt,初動(dòng)量為0,末動(dòng)量為mv.設(shè)飛船對(duì)微隕鐵的斥力為F,由動(dòng)量定律得,則。
依據(jù)牛頓第三定理可知,微雞血石對(duì)飛船的撞擊力大小也等于20N.為此,飛船要保持原速率勻速飛行,推進(jìn)器的推力應(yīng)減小20N。
動(dòng)量定律的應(yīng)用可擴(kuò)充到全過(guò)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。
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)磨擦質(zhì)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(wèn):物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間有多長(zhǎng)?
[解析]本題若運(yùn)用牛頓定理解決則過(guò)程較為繁雜,運(yùn)用動(dòng)量定律則可一氣呵成,一目了然.因?yàn)槿^(guò)程初、末狀態(tài)動(dòng)量為零,對(duì)全過(guò)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)用牛頓定理來(lái)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。
動(dòng)量定律的應(yīng)用可擴(kuò)充到物體系
雖然系統(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。
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質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的鐵塊通過(guò)細(xì)線連在一起,從靜止開(kāi)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(guò)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(méi)有見(jiàn)到底面.)
[解析]金屬塊和鐵塊作為一個(gè)系統(tǒng),整個(gè)過(guò)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,鐵塊停止時(shí)金屬塊的速率為vM,取豎直向上的方向?yàn)檎较?,?duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)量定律得①細(xì)線破裂前對(duì)系統(tǒng)剖析受力有,②,聯(lián)立①②得。
綜上,動(dòng)量定量的應(yīng)用廣泛.仔細(xì)地理解動(dòng)量定律的數(shù)學(xué)意義,勤于地探究它的典型應(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(wèn)題的能力很有幫助。