如图16-6-8所示,光滑水平面上一轻弹簧,左端固定在竖直挡板上,自然伸长,其劲度系数为k,一质量为m的小球以速度v0由右向左运动与弹簧接触并压缩弹簧,最后被弹
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如图16-6-8所示,光滑水平面上一轻弹簧,左端固定在竖直挡板上,自然伸长,其劲度系数为k,一质量为m的小球以速度v0由右向左运动与弹簧接触并压缩弹簧,最后被弹
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如图16-6-8所示,光滑水平面上一轻弹簧,左端固定在竖直挡板上,自然伸长,其劲度系数为k,一质量为m的小球以速度v
0
由右向左运动与弹簧接触并压缩弹簧,最后被弹簧向右反弹出去,小球与弹簧接触的时间为t,求这段时间内弹簧弹力的冲量和平均弹力各为多大?
图16-6-8
答案
2mv
0
,方向向右
,方向向右
解析
弹簧在压缩过程中产生的弹力是变化的,直接用冲量公式I=Ft无法求得该力冲量,故我们只能用动量定理求解,用动量定理求出的力是变力在这段时间内的平均力,以向左为正方向,初速度为v
0
方向向左,故p
1
=mv
0
.
根据机械能守恒定律,小球被反弹后的动能与初动能相同,即E
k
=
mv′
2
=
mv
0
2
,得v′=v
0
,方向向右,为负值,故p
2
=-mv
0
设弹力冲量为I,这段时间内的平均弹力为F,则根据动量定理有I=Δp=p
2
-p
1
=-mv
0
-mv
0
=-2mv
0
由Ft=Δp得F=
,负号表示方向向右.
举一反三
将质量为0.2 kg的物体以6 m/s的速度竖直向上抛出,当落回抛出点时,速度大小仍为6 m/s,求物体所受重力的冲量.
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试管开口向上,管内底部有一小昆虫,试管自由下落时,当昆虫停在管底和沿管壁加速上爬的两种情况下,试管在相等时间内获得的动量大小是(不考虑空气阻力)( )
A.小昆虫停在管底时大
B.小昆虫向上飞动时大
C.两种情况一样大
D.小昆虫飞行情况不明,无法确定
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一宇宙飞船以v=1.0×10
4
m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10
-9
kg/m
3
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" m
2
,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?
题型:不详
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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
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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/s
2
)
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