2005年8月29日清晨，飓风“卡特里娜”在美国路易斯安那州东南沿海登陆，飓风带来的巨浪和洪水使新奥尔良全城瘫痪.假设“卡特里娜”飓风以v="250" km/h

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2005年8月29日清晨，飓风“卡特里娜”在美国路易斯安那州东南沿海登陆，飓风带来的巨浪和洪水使新奥尔良全城瘫痪.假设“卡特里娜”飓风以v="250" km/h的速度推进，空气的密度ρ="1.3" kg/m³，防浪墙高h="111" m，总长l="560" km，飓风遇到防浪墙后速度变为零，且设海水全部流走，只考虑飓风对防浪墙的作用，由此可估算出飓风对防浪墙的冲击力F为(　　)

A．2.8×10¹⁰ N

B．5.1×10¹² N

C．3.9×10¹¹ N

D．2.0×10¹⁰ N

答案

解析

取一小段时间Δt，Δt时间内与防浪墙作用的空气的质量为Δm，且作用后速度变为零，设防浪墙对空气作用力的大小为F′，取F′的方向为正方向，根据动量定理有F′Δt=0－Δm·(－v)，而Δm=ρSvΔt，则F′=ρSv².由牛顿第三定律可知，空气对防浪墙(即飓风对防浪墙)的作用力大小为F=F′=ρSv²=1.3×111×560×10³×(250/3.6)² N＝3.9×10¹¹ N，选项C对.

举一反三

为了缩短下楼的时间,消防队员往往抱着竖直杆直接滑下,先以可能的最大加速度沿杆做匀加速直线运动,再以可能的最大加速度沿杆做匀减速直线运动.假设一名质量m="65" kg、训练有素的消防队员(可视为质点),在沿竖直杆无初速度滑至地面的过程中,重心共下移了s="11.4" m.已知该队员与杆之间的滑动摩擦力最大可达到f_max="975" N,队员着地的速度不能超过6 m/s.重力加速度g取10 m/s²,竖直杆表面各处的粗糙程度相同,且忽略空气对该队员的作用力.求:
(1)该队员下滑过程中动量的最大值;
(2)该队员下滑过程的最短时间.

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质量为m的小球从h高处自由下落，与地面碰撞时间为Δt，地面对小球的平均作用力为F.取竖直向上为正方向，在小球与地面碰撞过程中（）

A．重力的冲量为mg(+Δt)	B．地面对小球作用力的冲量为F·Δt
C．合外力对小球的冲量为(mg+F)·Δt	D．合外力对小球的冲量为(mg-F)·Δt

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一质量为m的小球，以初速度v₀沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的

，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小.

图5-1-2

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下列对几种物理现象的解释中，正确的是（）

A．击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻

B．跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量

C．在推车时推不动，是因为合外力冲量为零

D．动量相同的两个物体受相同的制动力的作用，质量小的先停下来

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水平面上有两个质量相等的物体a和b，它们分别在水平推力F₁和F₂作用下开始运动，分别运动一段时间后撤去推力，两个物体都将运动一段时间后停下.物体的v-t图线如图5-1-4所示，图中线段AB∥CD.则以下说法正确的是( )
①水平推力的大小F₁>F₂
②水平推力的大小F₁＜F₂
③a所受摩擦力的冲量大于b所受摩擦力的冲量
④a所受摩擦力的冲量小于b所受摩擦力的冲量

图5-1-4
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

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