动量定理和动能定理中合外力平均值的含义.pdfVIP

第26卷总第307期 物 理 教 学 探 讨 Vo1．26 NO．307 2008年第1期(上半月) J ournal of Physics Teaching (S) 1．2008 ．41． 动量定理和动能定理中 合外力平均值的含义 费 宏 常州第一中学，江苏省常州市213003 1 问题的提出 fx=psv 。 动量定理与动能定理是物理学的重点知识， 解2 如图2，取长度为 的水柱为研究对 也是中学物理力学部分的核心。它们都可以由牛 象，根据动能定理 顿运动定律和运动学知识推导出来，其数学表示 一 ，2·Al一0一÷(1D·s· · ) ， 式为： FAt—may ① ，2一专 2。 FAs一△EI ② 显然以上二种解法结果不同，何故?暂且不 ①动量定理，②动能定理，它们在一般的力 做论证，再看一个问题。 学问题中求解得到的结果是一致的。但是，对有 例2 自然长度为z倔强系数为k水平放置 些问题求解(如：液体、气体、柔软体和外界相互 的轻弹簧，其一端固定在P点，另一端连接着质 作用时)会出现矛盾，更有趣的是对同一问题有 量为m 的A球，当A球距P点为z时，处于静止 的参考书用动量定理求解，有的用动能定理求 状态。这时质量为 的B球以速度 和A球碰 解，而结果完全不一样。 撞，碰撞后B球和A球相接触并一起在光滑的水 例1高压采煤水枪出水口的横截面积为s， 平面上向P点运动(A、B两球的重心和P点在同 水的射出速度为 ，射到煤层上后，水的速度为 一 水平直线上)，但由于受到一个反向弹力作用， 零，设水的密度为P，求：水对煤层的冲力大小。 经一段时间后，又往回运动，在_A球到达某处时， 相关教学辅导书的参考解答有一个共同特 B球脱离A球而独自往前运动。求两球从碰撞到 点，即都采用了微元法，但是有的用动量定理求 脱离接触所经历的时间为多少? 解，有的用动能定理求解，具体如下。 解1 如图1，在时间 内将有横截面积为 s，长为 · 的水柱到达煤层，速度由 变为0， 根据动量定理可得： _卜 — — l ————— 图 3 这个题目，多数学生的解答如下：