动量定理中的短暂作用与持续作用.docx

PAGE PAGE # 动量定理中短暂作用与持续作用 1为估算池中睡莲叶面承受出雨撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得 时内杯中水上升了 45mm查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为 12m/s?据此估算该压强约为（设雨滴撞 击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1 击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为 1X 103 kg/m 3)( ) A. 0.15Pa B. 0.54Pa C. 1.5Pa D. 5.4Pa 解：由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为F. 解：由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为 F.设在△ t时间内有质 量为△ m的雨水的速度由v=12m/s减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理: △ mv) =△ mv 得到 F=Am 打 At V 设水杯横截面积为 S,对水杯里的雨水，在△ t时间内水面上升^ h，则有△ m=p S △ h F= p SyAh .压强 p上=Q y △h=仃3 X “X X 1°—=0.15 （ Pa） p Zit s LQ KX 3600 2.用豆粒模拟气体分子， 可以模拟气体压强产生的原理. 从距秤盘80cm高度把1000粒 的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1S 的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为 1S,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰 前的一半.若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短（在豆粒与秤盘碰撞极短时 间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力），已知1000 间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力），已知 1000粒的豆粒的总质量为 100g .则在碰 撞过程中秤盘受到的压力大小约为（ A. 0.2NB. 0.6N C . 1.0N D. 1.6N解：豆粒下落到秤盘上的速度 WX0. S0=4m/s;反弹后速度为 v= - 2m/s ,设向下为正方向，则根据动量定理可知： Ft=mv - mv解得：F=0.6N ;由牛顿第三定律可知，在碰撞过程中秤盘受到的压力大小为0.6N A. 0.2N B. 0.6N C . 1.0N D. 1.6N 解：豆粒下落到秤盘上的速度 WX0. S0=4m/s;反弹后速度为 v= - 2m/s , 设向下为正方 向，则根据动量定理可知： Ft=mv - mv 解得：F=0.6N ;由牛顿第三定律可知，在碰撞过程中秤盘受到的压力大小为 0.6N ;故B正确，ACD昔误。 3.根据量子理论：光子既有能量也有动量； 光子的能量E和动量P之间的关系是 E=pc,其中c为光速.由 于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量，也就对物体产生 了一定的压强，这就是“光压” ?根据动量定理可近似认为：当动量为 P的光子垂直照到物体表面，若被 物体反射，则物体受到的冲量大小为 2p；若被物体吸收，则物体受到的冲量大小为 p. 有人设想在宇宙探测中用光作为动力推动探测器加速，探测器上安装有面积极大、反光率为 n的薄膜，并 让它正对太阳?已知太阳光照射薄膜时对每平方米面积上的辐射功率为 P0,探测器和薄膜的总质量为 m 薄膜面积为S,则探测器的加速度大小.（不考虑万有引力等其他的力）（ A.吐必庙B.亦心C.罕D. cm CITI cm te+ Ti )p『s cm 解：时间t内释放光子的能量：E总=P）tS，光子的总动量: p^^tS，根据题意，由动量定理得： 2 C C (1+TI ) PnS n P+ (1 - n ) p=Ft，由牛顿第二定律得： F=ma解得，加速度 a S— CIB 4.卫星在轨道上以速度 v运行时，会遇到太空尘埃的碰撞而受到阻碍作用导致轨道变低.设单位体积的 太空均匀分布着尘埃 n颗，每颗尘埃平均质量为 m尘埃速度可忽略，卫星的横截面积为 S,与尘埃碰撞 后将尘埃完全黏附住.如果要保持卫星轨道不变，需要给卫星提供的推力为( A.丄nmvs B. nms C. nmvs D.丄nmvs 2 2 解：时间t内黏附在卫星上的尘埃质量： M=vtSnm对黏附的尘埃，由动量定理得： Ft=Mv解得：F=nm{s ; 5.根据量子理论，光子的能量 E和动量P之间的关系式为 E=pC其中c表示光速，由于光子有动量，照 表示.当它直照射到一物体到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”，用 表示. 当它直照射到一物体 (1) 一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为 P0,射出的光束的横截面积为 S. 表面并被物体全部反射时，激光对物体表面的压力F=2p?N,其中 表面并被物体全部反射时，激光对物体表面的压力 F=2p?N,其中P表示光子的动量, N表示单位时间内激 光