一宇宙飞船以v=1.0×104 m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10-9kg/m3的微陨石流中,如果飞船垂直于运动方向上的最大截面积为S="5" m2,且认为
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一宇宙飞船以v=1.0×104 m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10-9kg/m3的微陨石流中,如果飞船垂直于运动方向上的最大截面积为S="5" m2,且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上,则飞船受到的平均制动力多大? |
答案
1.0 N |
解析
此类问题在正确地建立起“物理模型”后,关键是找出动量发生变化的那部分质量与时间的关系,即找出在某一Δt时间内动量变化的那部分质量Δm.由于连续体问题,无法用牛顿运动定律求解,可以建立一物理模型用动量定理求解. 建立如下的“管道模型”:在时间△t内被飞船吸附的陨石都分布在以S为横截面积、长为L=v·Δt的柱体内,这部分微小陨石的质量Δm=ρSL=ρvSΔt.它们被吸附后具有的动量p2=Δm=ρv2SΔt,吸附前的动量为p1=0. 根据动量定理得飞船作用于这些陨石的平均作用力大小为F==ρv2S 根据牛顿第三定律,飞船受到的平均制动力的大小为:F′=F=ρv2S=2.0×10-9×(1.0×104)×5 N="1.0" N. |
举一反三
如图16-6-9所示,小车静止在光滑水平面上,两个质量相等的人A和B,分别站在车的两端,A向前跳后B再向后跳,且两人跳离车时对地的速率相等,则下面说法中正确的是( )
图16-6-9 A.两人跳车后,车向后以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大 B.两人跳车后,车向前以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大 C.两人跳车后,车速为零,B受到的冲量大些 D.两人跳车后,车速为零,A受到的冲量大些 |
质量为M=It的重锤由静止自由下落1.8 cm后打到要加工的工件上,重锤打到工件上经0.1 s静止不动,试求重锤打到工件上时对工件的平均作用力.(取g="10" m/s2) |
如图11所示,下端固定的竖直轻弹簧的上端与质量为3 kg的物体B连接,质量为1 kg的物体A放在B上,先用力将弹簧压缩后释放,它们向上运动.当A、B分离后A又上升0.2 m到达最高点,这时B的运动方向向下且弹簧恰好恢复原长,g取10 m/s2,则从A、B分离到A到达最高点的过程中,弹簧弹力对B的冲量大小为( )
图11A.4 N·s | B.6 N·s | C.8 N·s | D.12 N·s |
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质量为1 kg的小球从距地面高0.45 m处自由下落到地面上,反弹后上升的最大高度为0.20 m,小球与地面接触的时间为0.05 s,不计空气阻力,g取10 m/s2.则在触地过程中,小球受到合力的冲量大小为( )A.1.0 N·s | B.1.5 N·s | C.5.0 N·s | D.5.5 N·s |
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质量为M的木块,放在光滑的水平桌面上处于静止状态,今有一质量为m、速度为v0的子弹沿水平方向击中木块并停留在其中与木块一起运动,则子弹击中木块的过程中,木块受到的冲量大小为( ) |
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