20xx-20xx學年高中物理第十六章運量守恒定律第2節(jié)動量和動量定理教師用書新人教版選修(編輯修改稿)
2025-07-04 13:21 本頁面
【文章內容簡介】 s．若把這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小和方向．(g取10 m/s2)[解析] 法一：對運動員與網接觸的過程應用動量定理．運動員剛接觸網時速度的大?。簐1＝＝ m/s＝8 m/s，方向向下．剛離網時速度的大?。簐2＝＝ m/s＝10 m/s，方向向上．運動員與網接觸的過程，設網對運動員的作用力為FN，對運動員，由動量定理(以向上為正方向)有：(FN－mg)t＝mv2－m(－v1)解得FN＝＋mg＝ N＋6010 N＝103 N，方向向上．法二：此題也可以對運動員下降、與網接觸、上升的全過程應用動量定理． m高處自由下落的時間為t1＝＝ s＝ s. m高處所用的時間為t2＝＝ s＝1 s.整個過程中運動員始終受重力作用，僅在與網接觸的t3＝ s的時間內受到網對他向上的彈力FN的作用，對全過程應用動量定理，有FNt3－mg(t1＋t2＋t3)＝0，則FN＝mg＝6010 N＝103 N，方向向上．[答案] 103 N 方向向上動量定理的解題要點(1)若物體在運動過程中所受的力不是同時的，可將受力情況分成若干階段來求解，也可當成一個全過程來求解．(2)注意動量定理中的力是合外力，而不僅是沖力. 典型問題——利用動量定理計算流體的沖力對于“變質量”和“連續(xù)”的流體的動量變化問題，因涉及流體的特點是連續(xù)性和變質量，因此解決該類問題的關鍵是研究對象的選?。话阋x用一段時間Δt內流出的流體為研究對象，其長度為vΔt，流體截面積為S，則流體體積V＝SvΔt，故液柱的質量Δm＝ρΔV＝ρSvΔt，再對質量為Δm的液柱應用動量定理求解． 一宇宙飛船以v＝104 m/s的速度進入密度為ρ＝10－7 kg/m3的微隕石流中，如果飛船在垂直于運動方向上的最大截面積S＝5 m2，且認為微隕石與飛船碰撞后都附著在飛船上．為使飛船的速度保持不變，飛船的牽引力應增加多大？[解析] 設t時間內附著在飛船上的微隕石總質量為Δm，則Δm＝ρSvt?、龠@些微隕石由靜止至隨飛船一起運動，其動量增加是受飛船對其作用的結果，由動量定理有Ft＝Δp＝Δmv②則微隕石對飛船的沖量大小也為Ft，為使飛船速度保持不變，飛船應增加的牽引力為ΔF＝F③綜合①②③并代入數值得ΔF＝100 N，即飛船的牽引力應增加100 N.[答案] 100 N 水力采煤時，用水槍在高壓下噴出強力的水柱沖擊煤層．設水柱直徑d＝30 cm，水速v＝50 m/s，假設水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，求水柱對煤層的平均沖擊力．(水的密度ρ＝103 kg/m3)解析：設在一小段時間Δt內，從水槍射出的水的質量為Δm，則Δm＝ρSvΔt.以Δm的水為研究對象，如圖所示，它在Δt時間內的動量變化量Δp＝Δm(0－v)＝－ρSv2Δt.設F為水對煤層的平均作用力，即沖力，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F′Δt＝Δp＝－ρSv2Δt，即F′＝－ρSv2.根據牛頓第三定律知F＝－F′＝ρSv2.式中S＝d2，代入數值得F≈105 N.答案：105 N[隨堂達標] 1．關于物體的動量，下列說法中正確的是( )A．運動物體在任一時刻的動量方向，一定是該時刻的速度方向B．物體的動能不變，其動量一定不變C．動量越大的物體，其速度一定越大D．物體的動量越大，其慣性也越大解析：，任一時刻物體動量的方向，即為該時刻物體的速度方向，選項A正確；動能不變，若速度方向變化，動量也發(fā)生了變化，B項錯誤；物體動量的大小由物體質量及速度大小共同決定，不是由物體的速度唯一決定，故物體的動量大，其速度不一定大，選項C錯誤；慣性由物體質量決定，物體的動量越大，其質量并不一定越大，慣性也不一定越大，故選項D錯誤．2．(多選)(2016鄭州外國語學校高二檢測)恒力F作用在質量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，物體沒有被拉動，則經時間t，下列說法正確的是( )A．拉力F對物體的沖量大小為零B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是Ftcos θD．合力對物體的沖量大小為零解析：，所以B正確，A、C錯誤；由于物體靜止，合力為零，合力的沖量也為零，故D正確．3．跳遠時，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于( )A．人跳在沙坑的動量比跳在水泥地上的小B．人跳在沙坑
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