动量定理应用举例
1、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子以一定的速度敲钉子,钉子就很容易钻入木块,这是为什么?
分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上,敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长,而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同。
用锤子敲铁钉时,由于锤子质量较大,同时与铁钉碰撞前有较大的速度(即有较大的
动量),遇到钉子后,在极短的时间内停下,动量变化很大,据动量定理Ftmvmv,得Fmvmv,对锤子来说,作用时间t极短,动量变化mvmv又很大,说明铁钉必
t
须对锤子施加很大的阻力F,同时,据牛顿第三定律,锤子也必然对钉子施加很大的反作用
力F,此力远远大于压铁钉时所用的压力,所以用锤子压钉子,铁钉很难被压入,而以一
定速度敲铁钉,钉子就很容易钻入木块。
注意:许多物体间相互作用问题,可以根据动量定理来解释.根据Ftmvmv
可看出:物体间相互作用时,从Fmvv0中可以看出若要获得较大作用力必须使物体t
动量变化大(如使物体速度变大),同时使作用时间缩短(如碰撞);反之,如需减小相互间的作用力时,则可以使物体动量变化小些,同时延长相互作用时间。
2、杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么道理?请加以分析。
分析:大石块意味它的质量很大:“猛击”表示作用力很大,且作用时间极短;“人未受
伤”说明大石块对人身体的压强不大。
用铁锤猛击放在“大力上”身上的大石块,大石块受到很大的打击力而破裂,但是,根
据动量定理Ft
mv1mv0得vt
v0
Ftm
,对大石块来说,虽然受到的作用力F
很大,
但力作用时间极短,而大石块的质量又很大,因而引起的速度变化vtv0就很小,即大石块
几乎没有向下运动,而且石块与人的身体接触面积又较大,据PFS,所以人身体受的
压强并不很大,故此人不会受伤(当然,这还和表演者技术本领有关)。注意:根据牛顿第二定律可知,有力就一定有加速度,它们是同时产生的.但有加速度
不一定有位移,从位移公式可以看出,产生位移是需要时间的.
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