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二次与泡沫塑料垫作用的接触时间长,作用力小,所以鸡蛋没有被打破。
(再说得准确一点应该指出:鸡蛋被打破是因为受到的压强大。鸡蛋和地板相互作用时的接
触面积小而作用力大,所以压强大,鸡蛋被打破;鸡蛋和泡沫塑料垫相互作用时的接触面积
大而作用力小,所以压强小,鸡蛋未被打破。)
例4某同学要把压在木块下的纸抽出来。第一次他将纸迅速抽出,木块几乎不动;第二次他
将纸较慢地抽出,木块反而被拉动了。这是为什么?
F
解:物体动量的改变不是取决于合力的大小,而是取决于合力
冲量的大小。在水平方向上,第一次木块受到的是滑动摩擦力,一般
来说大于第二次受到的静摩擦力;但第一次力的作用时间极短,摩擦力的冲量小,因此木块
没有明显的动量变化,几乎不动。第二次摩擦力虽然较小,但它的作用时间长,摩擦力的冲
量反而大,因此木块会有明显的动量变化。
3利用动量定理进行定量计算
利用动量定理解题,必须按照以下几个步骤进行:
⑴明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的质点
组。质点组内各物体可以是保持相对静止的,也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过
程,也可以是全过程中的某一阶段。
⑵进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外
力。研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量,但不影响系统的总
动量,因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同,
就要分别计算它们的冲量,然后求它们的矢量和。
⑶规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维的情况下,列式前要先规
定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负。
⑷写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。
⑸根据动量定理列式求解。
例5质量为m的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t1到达沙坑表面,又经过时间t2停
在沙坑里。求:⑴沙对小球的平均阻力F;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总
A
冲量I。
解:设刚开始下落的位置为A,刚好接触沙的位置为B,在沙中到达的最低点
为C。⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t1t2,而阻力作
B
用时间仅为t2,以竖直向下为正方向,有:
C
mgt1t2Ft20解得:Fmgt1t2
t2
⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t1时间内只有重力的冲量,在t2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖r
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