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2013-12-10
高中各科目的学习对同学们提高综合成绩非常重要,大家一定要认真掌握,精品小编为大家整理了变质量类高中物理解题技巧,希望同学们学业有成!
例2:一场雨的降雨量为2小时内7.2cm积水高。设雨滴落地时的速度相当于它从61.25m高处自由下落时获得的速度,取g=10m/s2,求雨落地时对每平方米地面产生的平均压力为多大?
分析与解:因题中的已知条件为总降雨量的多少,而需要求解的是雨在落地时对地的平均冲力。故可以把所降总雨量分成若干个小部分,设每一小部分雨滴的质量为△m,每部分对应的时间为△t,对各小段应用动量定理求得雨滴在该段所受的合外力。当雨滴的落地速度相当于由61.25m高处自由下落时的获得的速度时(),因雨滴的线度很小,故雨滴与地面相撞的时间极短,此时雨滴的重力相对于冲力而言,可以忽略不计。雨滴对地面的冲力即可认为为雨滴所受的合外力。
设雨滴对每地面的平均冲力为F,由动量定理:△mV=F△t,对所有部分求和得:,即:MV=Ft,M为地面所降雨的总质量:M=ρSh,
所以雨落地时对每平方米地面产生的平均压力为:
例3:如图所示,由高压水枪竖直向上喷出的水柱,将一质量为M的小铁盒开口向下倒顶在空中。已知水以恒定速度V0从横截面积为
S的水枪中持续不变喷出,向上运动并冲击铁盒后,以不变的速率竖直返回,求稳定状态下铁盒距水枪口的高度h。
分析:铁盒能处于平衡,是因为铁盒受水对铁盒的冲力作用。可取时间t内到达铁盒的水为研究对象,设其质量为m,由动量定理求得水柱对铁盒的冲力。再由水在向上运动时是以重力加速度g作匀减速运动,求出铁盒距水枪的高度。
解:设在时间t内到达铁盒的水的质量为m,速度为V,以这部分水为研究对象,设水柱对铁盒的冲力为F,因水柱与铁盒的作用时间极短,所以此过程中可忽略水柱的重力。
由动量定理有:Ft=m×2V,
在时间t内从水枪中喷出的水的质量为:m′= ρSV0t,因水枪连续喷水,所以时间t内到达铁盒水的质量为:m = m′ = ρSV0t,
由于水枪喷出的水柱在竖直方向以重力加速度作匀减速运动,故:
当铁盒倒顶在空中时,由平衡条件有:F=Mg,
综合以上各式得:
小编为大家整理的变质量类高中物理解题技巧就到这里了,希望同学们认真阅读,祝大家学业有成。
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