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1、第1點微元法解決連續(xù)質量變動問題應用動量定理分析連續(xù)體相互作用問題的方法是微元法,具體步驟為:(1)確定一小段時間t內的連續(xù)體為研究對象;(2)寫出t內連續(xù)體的質量m與t的關系式;(3)分析連續(xù)體m的受力情況和動量變化;(4)應用動量定理列式、求解對點例題飛船在飛行過程中有很多技術問題需要解決,其中之一就是當飛船進入宇宙微粒塵區(qū)時如何保持飛船速度不變的問題我國科學家已將這一問題解決,才使得“神舟五號”載入飛船得以飛行成功假如有一宇宙飛船,它的正面面積為S0.98 m2,以v2103 m/s的速度進入宇宙微粒塵區(qū),塵區(qū)每1 m3空間有一微粒,每一微粒平均質量m2104 g,若要使飛船速度保持不變
2、,飛船的牽引力應增加多少?(設微粒與飛船相碰后附著到飛船上)解題指導由于飛船速度保持不變,因此增加的牽引力應與微粒對飛船的作用力相等,據牛頓第三定律知,此力也與飛船對微粒的作用力相等只要求出時間t內微粒的質量,再由動量定理求出飛船對微粒的作用力,即可得到飛船增加的牽引力時間t內附著到飛船上的微粒質量為:MmSvt,設飛船對微粒的作用力為F,由動量定理得:FtMvmSvtv,即FmSv2,代入數據解得F0.784 N.答案0.784 N方法點評對這類有連續(xù)質量變動的問題關鍵在于研究對象的選取,通常采用的方法是選t時間內發(fā)生相互作用的變質量物體為研究對象,確定發(fā)生相互作用前后的動量,然后由動量定理
3、解題1為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產生的平均壓強,小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內杯中水位上升了45 mm.查詢得知,當時雨滴豎直下落的速度約為12 m/s,據此估算該壓強約為(設雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1103 kg/m3)()A0.15 Pa B0.54 PaC1.5 Pa D5.4 Pa答案A解析由題中1小時內水位上升了45 mm,可知每秒鐘水位上升的高度:h m,在t秒內雨水對睡蓮葉面的沖量:ItmvVv(S底h)v,可得雨滴對睡蓮葉面的壓強:phv0.15 Pa,故選項A正確圖12如圖1所示,水力采煤時,用水槍在高壓下噴出強力的水柱沖擊煤層,設
4、水柱直徑為d30 cm,水速為v50 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1.0103 kg/m3)答案1.77105 N解析設在一小段時間t內,從水槍射出的水的質量為m,則mSvt.以m為研究對象,如題圖所示,它在t時間內的動量變化pm(0v)Sv2t.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Ftpv2St,即FSv2.根據牛頓第三定律知FFSv2.式中Sd2,代入數據解得F1.77105 N6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375