物理选择性必修 第一册动量定理教学ppt课件

这是一份物理选择性必修 第一册动量定理教学ppt课件，共14页。PPT课件主要包含了F＝-ρSv2，F＝NF0等内容，欢迎下载使用。
(1)定性分析有关现象①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．
1、利用动量定理解释，提高流速可让水刀更锋利？
2、此类问题与一般质点的动量定理有何不同？
Ft＝mv′－mv＝Δp
1．流体特点所谓“流体”问题是指作用对象是连续不断的无数微粒，如风、水流、光子流、尘埃等，具有流动性、分散性，没有固定的形体的特点，处理时采用微元法，取一个质量微元Δm构建物理模型进行研究．
2．流体模型构建对于流体运动，可沿流速v的方向选取一段柱形流体，设在极短的时间Δt内通过某一横截面积为S的柱形流体的长度为Δl，如图所示．设流体的密度为ρ，则在Δt的时间内流过该截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt，根据动量定理，流体微元所受的合外力的冲量等于该流体微元动量的增量，即FΔt＝Δm v.
Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt
[典例1]　如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出的强力水柱冲击煤层．设水柱直径为d＝30 cm，水速为v＝50 m/s.假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零．求水柱对煤层的平均冲击力的大小．(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，结果保留三位有效数字)
解析　取一小段时间Δt，从水枪射出的水的质量为Δm＝ρSvΔt.以Δm为研究对象，如图所示，设水速方向为正方向，由动量定理，得FΔt＝Δm(0－v)＝－ρSv2Δt，则F＝－ρSv2.由牛顿第三定律，知水对煤层的平均冲击力大小为F′＝－F＝ρSv2，又S＝d2.代入数据，解得F′≈1.77×105 N．答案　1.77×105 N
单位体积内的粒子个数为：n
N＝nSΔl＝nSvΔt
F＝NF0＝-nSv2m
2．假如有一宇宙飞船，它的正面面积为S＝0.98 m2，以v＝2×103 m/s的速度进入宇宙微粒尘区，尘区每1 m3空间有一微粒，每一微粒平均质量m＝2×10－4 g，若要使飞船速度保持不变，飞船的牵引力应增加多少？(设微粒与飞船相碰后附着到飞船上)
解析 只要求出时间t内微粒的质量，再由动量定理求出飞船对微粒的作用力，即可得到飞船增加的牵引力．时间t内附着到飞船上的微粒质量为：M＝m·S·vt，设飞船对微粒的作用力为F，由动量定理得：Ft＝Mv＝mSvt·v，即F＝mSv2，代入数据解得F＝0.784 N．答案　0.784 N
1.吸收型：作用后流体微元停止有Δv＝－v，代入上式有F＝－ρSv2； 2.反弹型：作用后流体微元以速率v反弹有Δv＝－2v，代入上式有F＝－2ρSv2。