高考物理知識點復習之動量定理的六種應用(2)
來源：《新高考·高三理化生》 文章作者：李建 2012-03-12 15:47:32
[四、 用動量定理解決連續流體的作用問題]
在日常生活和生產中，常涉及流體的連續相互作用問題，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] 選在時間Δt內與飛船碰撞的微隕石塵為研究對象，其質量應等于底面積為S，高為vΔt的直柱體內微隕石塵的質量，即m=ρSvΔt，初動量為0，末動量為mv.設飛船對微隕石的作用力為F，由動量定理得
，
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、 動量定理的應用可擴展到全過程]
物體在不同階段受力情況不同，各力可以先后產生沖量，運用動量定理，就不用考慮運動的細節，可“一網打盡”，干凈利索。
[[例 5]] 質量為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，經t1 s撤去力F后，物體減速前進直至靜止，問:物體運動的總時間有多長?
[[解析]] 本題若運用牛頓定律解決則過程較為繁瑣，運用動量定理則可一氣呵成，一目了然.由于全過程初、末狀態動量為零，對全過程運用動量定理，有
故。
[點評] 本題同學們可以嘗試運用牛頓定律來求解，以求掌握一題多解的方法，同時比較不同方法各自的特點，這對今后的學習會有較大的幫助。
[六、 動量定理的應用可擴展到物體系]
盡管系統內各物體的運動情況不同，但各物體所受沖量之和仍等于各物體總動量的變化量。
[[例 6]] 質量為M的金屬塊和質量為m的木塊通過細線連在一起，從靜止開始以加速度a在水中下沉，經時間t1，細線斷裂，金屬塊和木塊分離，再經過時間t2木塊停止下沉，此時金屬塊的速度多大?(已知此時金屬塊還沒有碰到底面.)
[[解析]] 金屬塊和木塊作為一個系統，整個過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，木塊停止時金屬塊的速度為vM，取豎直向下的方向為正方向，對全過程運用動量定理得
①
細線斷裂前對系統分析受力有
， ②
聯立①②得 。
綜上，動量定量的應用非常廣泛.仔細地理解動量定理的物理意義，潛心地探究它的典型應用，對于我們深入理解有關的知識、感悟方法，提高運用所學知識和方法分析解決實際問題的能力很有幫助.
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