高考物理知識點(diǎn)復習之動(dòng)量定理的六種應用(2)

　　[四、 用動(dòng)量定理解決連續流體的作用問(wèn)題]

　　在日常生活和生產(chǎn)中，常涉及流體的連續相互作用問(wèn)題，用常規的分析方法很難奏效.若構建柱體微元模型應用動(dòng)量定理分析求解，則曲徑通幽，“柳暗花明又一村”。

　　[[例 4]] 有一宇宙飛船以v=10 km/s在太空中飛行，突然進(jìn)入一密度為ρ=1×10-7 kg/m3的微隕石塵區，假設微隕石塵與飛船碰撞后即附著(zhù)在飛船上.欲使飛船保持原速度不變，試求飛船的助推器的助推力應增大為多少?(已知飛船的正橫截面積S=2 m2)

　　[解析] 選在時(shí)間Δt內與飛船碰撞的微隕石塵為研究對象，其質(zhì)量應等于底面積為S，高為vΔt的直柱體內微隕石塵的質(zhì)量，即m=ρSvΔt，初動(dòng)量為0，末動(dòng)量為mv.設飛船對微隕石的作用力為F，由動(dòng)量定理得

　　，

　　則 。

　　根據牛頓第三定律可知，微隕石對飛船的撞擊力大小也等于20 N.因此，飛船要保持原速度勻速飛行，助推器的推力應增大20 N。

　　[五、 動(dòng)量定理的應用可擴展到全過(guò)程]

　　物體在不同階段受力情況不同，各力可以先后產(chǎn)生沖量，運用動(dòng)量定理，就不用考慮運動(dòng)的細節，可“一網(wǎng)打盡”，干凈利索。

　　[[例 5]] 質(zhì)量為m的物體靜止放在足夠大的水平桌面上，物體與桌面的動(dòng)摩擦因數為μ，有一水平恒力F作用在物體上，使之加速前進(jìn)，經(jīng)t1 s撤去力F后，物體減速前進(jìn)直至靜止，問(wèn):物體運動(dòng)的總時(shí)間有多長(cháng)?

　　[[解析]] 本題若運用牛頓定律解決則過(guò)程較為繁瑣，運用動(dòng)量定理則可一氣呵成，一目了然.由于全過(guò)程初、末狀態(tài)動(dòng)量為零，對全過(guò)程運用動(dòng)量定理，有

　　故。

　　[點(diǎn)評] 本題同學(xué)們可以嘗試運用牛頓定律來(lái)求解，以求掌握一題多解的方法，同時(shí)比較不同方法各自的特點(diǎn)，這對今后的學(xué)習會(huì )有較大的幫助。

　　[六、 動(dòng)量定理的應用可擴展到物體系]

　　盡管系統內各物體的運動(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的木塊通過(guò)細線(xiàn)連在一起，從靜止開(kāi)始以加速度a在水中下沉，經(jīng)時(shí)間t1，細線(xiàn)斷裂，金屬塊和木塊分離，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t2木塊停止下沉，此時(shí)金屬塊的速度多大?(已知此時(shí)金屬塊還沒(méi)有碰到底面.)

　　[[解析]] 金屬塊和木塊作為一個(gè)系統，整個(gè)過(guò)程系統受到重力和浮力的沖量作用，設金屬塊和木塊的浮力分別為F浮M和F浮m，木塊停止時(shí)金屬塊的速度為vM，取豎直向下的方向為正方向，對全過(guò)程運用動(dòng)量定理得

　�、�

　　細線(xiàn)斷裂前對系統分析受力有

　　， ②

　　聯(lián)立①②得 。

　　綜上，動(dòng)量定量的應用非常廣泛.仔細地理解動(dòng)量定理的物理意義，潛心地探究它的典型應用，對于我們深入理解有關(guān)的知識、感悟方法，提高運用所學(xué)知識和方法分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力很有幫助.