第三章动量与能量部分习题分析与解答 第章部分题分均解
第三章 动量与能量部分习题分析与解答
第三章动量与能量部分习题分析与解答 3-1一架以3.0×102m.s-1的速率水平飞行的飞机,与一只身 长为02m、质量为0.50kg的飞鸟相碰。设碰撞后飞鸟的尸体与 飞机具有同样的速度,而原来飞鸟对于地面的速率甚小,可以 忽略不计。试估计飞鸟对飞机的冲击力(碰撞时间可用飞鸟身 长被飞机速率相除来估算)。根据本题的计算结果,你对于高 速运动的物体(如飞机、汽车)与通常情况下不足以引起危害 的物体(如飞鸟、小石)相碰后会产生什么后果的问题有些什 么体会? 分析:由于鸟与飞机之间的作用是一短暂时间内急剧变化的变力,直接应 用牛顿定律解决受力问题是不可能的。如果考虑力的时间累积效果,运用 动量定理来分析,就可避免作用过程中的细节情况。由于飞机的状态变化 不知道,可讨论鸟的状态变化来分析其受力,并根据力作用的相互性,问 题得到解决
第三章 动量与能量部分习题分析与解答 分析：由于鸟与飞机之间的作用是一短暂时间内急剧变化的变力，直接应 用牛顿定律解决受力问题是不可能的。如果考虑力的时间累积效果，运用 动量定理来分析，就可避免作用过程中的细节情况。由于飞机的状态变化 不知道，可讨论鸟的状态变化来分析其受力，并根据力作用的相互性，问 题得到解决。 3-1 一架以 的速率水平飞行的飞机，与一只身 长为0.2m、质量为0.50kg的飞鸟相碰。设碰撞后飞鸟的尸体与 飞机具有同样的速度，而原来飞鸟对于地面的速率甚小，可以 忽略不计。试估计飞鸟对飞机的冲击力（碰撞时间可用飞鸟身 长被飞机速率相除来估算）。根据本题的计算结果，你对于高 速运动的物体（如飞机、汽车）与通常情况下不足以引起危害 的物体（如飞鸟、小石）相碰后会产生什么后果的问题有些什 么体会? 2 1 3.0 10 ms
第三章动量与能量部分习题分析与解答 解:以飞鸟为研究对象,取飞机运动方向为x轴正向。由动量定理得 FAt= my -0 式中F为飞机对鸟的平均冲力,而身长为20cm的飞鸟与飞机 碰撞时间约为△t=l/y,以此代入上式可得 2 2.25×103N 鸟对飞机的平均冲力为 F=-F′=-2.25×103N 式中负号表示飞机受到的冲力与其飞行方向相反。从计算结果 可知冲力相当大,若飞鸟与发动机叶片相碰,足以使发动机损 坏,造成飞行事故
第三章 动量与能量部分习题分析与解答 解：以飞鸟为研究对象，取飞机运动方向为x轴正向。由动量定理得 F t mv 0 式中F’为飞机对鸟的平均冲力，而身长为20cm的飞鸟与飞机 碰撞时间约为 t l / v ，以此代入上式可得 N l mv F 5 2 2 . 25 10 鸟对飞机的平均冲力为 F F N 5 2.25 10 式中负号表示飞机受到的冲力与其飞行方向相反。从计算结果 可知冲力相当大，若飞鸟与发动机叶片相碰，足以使发动机损 坏，造成飞行事故
第三章动量与能量部分习题分析与解答 3-5如图所示,在水平地面上,有一横截面S=0.20m2的直 角弯管,管中有流速为v=3.0m.S-的水通过,求弯管所受力的大 小和方向。 分析:对于弯曲部分AB段内的水而言, 在Δt时间内,从其一端流入的水量等 于从另一端流出的水量。因此对这部 分水来说,在Δt内动量的增量也就是 流入与流出水的动量的增量,此动量 的变化是管壁在Δt时间内对其作用 的冲量I的结果,依据动量定理可求得 该段水受到管壁的冲力F,由牛顿第三 定律可求F
第三章 动量与能量部分习题分析与解答 分析：对于弯曲部分AB段内的水而言， 在Δt时间内，从其一端流入的水量等 于从另一端流出的水量。因此对这部 分水来说，在Δt内动量的增量也就是 流入与流出水的动量的增量，此动量 的变化是管壁在 Δt 时间内对其作用 的冲量I的结果，依据动量定理可求得 该段水受到管壁的冲力F，由牛顿第三 定律可求F‘ 。 3-5 如图所示，在水平地面上，有一横截面 的直 角弯管，管中有流速为v=3.0m.S-1的水通过，求弯管所受力的大 小和方向。 2 S 0.20m v S B A
第三章动量与能量部分习题分析与解答 解:在△t时间内,从管一端流入水的质量为 △m=pvs△t,弯曲部分AB的水的动量的增量则为 △m( A =pS△t(vB-vA 依据动量定理I=△P,得到管壁对这部 分水的平均冲力为 B △OSv(VB 水对管壁作用力的大小为 F=-v2pS2=-2.5×10NP△P 作用力的方向则沿直角平分线向弯管外侧
第三章 动量与能量部分习题分析与解答 解：在Δt时间内，从管一端流入水的质量为 Δm=ρvSΔt，弯曲部分AB的水的动量的增量则为 ( ) ( ) B A B A vs t v v p m v v 依据动量定理I=ΔP，得到管壁对这部 分水的平均冲力为 F F Sv N 2 3 2 2.5 10 水对管壁作用力的大小为 v S B A ( ) B A Sv v v t I F 作用力的方向则沿直角平分线向弯管外侧。 PA PB ΔP