動量動能問題,物理高手進

2021-03-12 02:55:06 字數 5148 閱讀 3815

1樓:飲醉止渴

題目明確了「剛噴出時」,也就是說只考慮短暫的時間。

動量定理的方法應該內

是正確容的,這裡計算時用的都是瓶口處的瞬間量。

但是使用動能定理的時候,要明確,這個力對氣體做的功,不應該用氣體柱長度l來算。

短暫的時間,可以認為瓶子還沒有離開牆壁,氣體一噴出就撞牆上了。

如果非要用動能定理算,就要走一些彎路。

因為這個力f雖然對氣體做功,但距離不明確,氣體撞牆後能量變化很複雜,所以不能考慮對氣體做的功,而應該考慮對瓶子做的!

設瓶子質量m,瓶子前進了l,速度v。(注意都是大寫的)

則在短時間裡,l=v*t

這裡還要用一次動量定理,式子如下

mv=mv+ft

這個式子最難理解,因為這裡的過程可以看成,如果沒有牆,則mv=mv,即氣體跟瓶子組成的系統總動量守恆,

可是有了牆,牆對瓶子有作用力f,所以有了衝量ft

所以瓶子的動量為兩部分,一部分是氣體反衝給的,一部分是牆給的。

算出來v=(mv+ft)/m

這樣就可以用動能守恆了,這個力做功fl=1/2 mv²

把l和v代入,得到f=mv/t

跟上面的動量定理結果一致了。

再說一下,上面用動量定理做的,是單純考慮這個力給氣體的衝量,這種方法是最簡單的。

2樓:

說動量定理可復求解的錯誤制,不能用動量定理求解,用微積分也不可以。

摟主的錯誤在於

1。動量定理解釋的是物體動量的改變量,作功不等於物體動量,等於物體動量改變量。也就是說你以動量手段計算的力f除非是假定此段氣體在移動之前速度為零,且此段氣體不受外界氣體作用力才成立的。

1。如果非要以作用力的方式來考慮,應計算瓶內最裡端的氣體對瓶壁的作用力與瓶外界氣壓對瓶體作用力的差值作為瓶對強的壓力。你算出來的力即使是正確的也是瓶口氣體與氣體之間的作用力,並非瓶裡氣體對瓶壁的作用力。

3樓:匿名使用者

這個題目,用bai動能定理解是不du對的

1.建立分zhi析模型是,假定的是時間dao極短,位移極小的一段回變化答

2.用動能定理時,將對氣體的作用力簡化為平均力

3.動量定理既適用於恒力,也適用於變力.通常在分析變力作用時有一定優勢

此時,通常用取極小變化量來計算

就本題而言,分析對牆的作用力,用動量定理適合

補充解答:

本題是內能轉化為動能,氣體膨脹內能減少,動能增加,

想想,直接轉化為乙個恒力作用一段距離,(要知道你的模型中,力的作用面是向前移動的,大小是變化的),是不可行的,所求的力不可直接遷移到對牆的作用力,

對於用卻動量定理時,在分析時間內氣體噴出速度是恆定(定量)的,噴出質量速率也是恆定的,可認為系統受兩個力,噴口外部氣體對系統的壓力(速度一定,這個量是恆定的,大小與作用面都是不變的)和牆對瓶作用力,顯然動量定理恰當.

4樓:匿名使用者

這個bai題目只能用動量定du理,無法用動能定理。

zhi因為:氣體在噴出過dao程中,不僅有氣體分子運動專速屬度的變化,分子勢能也有變化,溫度(熱能)也有的變化(內能變化)。也就是說,如果從能量角度來分析這種現象,那麼這個反作用力是氣體的能量變化的過程中產生的副產品。

所以,如果要用能量守恆來計算,未知因素太多:分子之間的相互作用力(范德華力)的減小使分子間距變大(體積膨脹),從而減小了分子之間的分子勢能,同時又增加了分子的整體的平均重力勢能,同時,分子的平均動能也增加了,在噴出(迅速膨脹)的時候要還要吸收外界的熱量....

所以,不適合用動能定理。不適合用能量守恆。

而動量定理就是避煩就簡的最有效的方法,它十分否適合對付這種複雜的能量變化的情況。從而體現出動量定理獨特的用途和魅力!!

5樓:山口之風

不用動能定理解。fl=1/2 mv² 的fl是什麼? f沒有做功。

動量定理:

時間t內,噴出氣體的質量為m=ρvts

ft=mv

帶入m,解得

f=ρvs正確

6樓:匿名使用者

動量定理是描

抄述物體在空bai間運動的時間過程中,合外力du對物體zhi的衝量與物體動量變化之間的關係

dao .

動能定理和動量定理從不同的側面(分別是位移過程和時間過程)反映了力學規律,是解決辦學問題兩條重要定理,一般來說,側重於位移過程的力學問題用動能定量處理較為方便,側重於時間過程的力學問題用動量定理處理較為方便.

動能定理適用於在慣性參考係中運動的任何物體,不論物體受到的是恒力還是變力,也不論物體做直線運動還是曲線運動,動能定理都成立.

動量定理既適用於恒力,也適用於變力.對於變力的情況,f應理解為變力對時間的平均值

所以不能用動量 算

7樓:匿名使用者

你的動能定理用錯了,整個過程是一

個瓶子裡因為有較大壓強而產生的勢能轉化回

為噴出氣體的動能的問答

題,轉化點在噴口處。整個過程裡f的產生是因為在閥門處的內外壓強差,所以這個f始終只存在於閥門的位置,他所做的功僅僅在閥門位置的長度,而不是氣體飛出的距離l,你可以想象,如果在氣體噴出的時刻立即關閉閥門,氣體是不是仍然會飛出去l,f都不存在了, 還有做功麼?。。對於衝量來說,他是考察力在時間上的累積效應,這個力在閥門開啟的時候就一直存在,所以他的累計是持續性的,f*t就是乙個有意義的物理量,即衝量。

所以你如果希望從動能定理來解釋這個題目,需要涉及到氣體勢能公式,比較繁雜,建議不採用。再說一次,f*l在題目裡沒有意義,因為閥門上因為壓力差產生的對噴出氣體的對動力只作用與閥門位置,並沒有在長度l上進行任何累積。

8樓:沒事搜著學

這個題目只能bai用動量定理,無

du法用動能定理。zhi

因為:氣體在噴出dao過程中,不僅有氣體分專子屬運動速度的變化,分子勢能也有變化,溫度(熱能)也有的變化(內能變化)。也就是說,如果從能量角度來分析這種現象,那麼這個反作用力是氣體的能量變化的過程中產生的副產品。

所以,如果要用能量守恆來計算,未知因素太多:分子之間的相互作用力(范德華力)的減小使分子間距變大(體積膨脹),從而減小了分子之間的分子勢能,同時又增加了分子的整體的平均重力勢能,同時,分子的平均動能也增加了,在噴出(迅速膨脹)的時候要還要吸收外界的熱量....

所以,不適合用動能定理。不適合用能量守恆。

而動量定理就是避煩就簡的最有效的方法,它十分否適合對付這種複雜的能量變化的情況。從而體現出動量定理獨特的用途和魅力!!

不用動能定理解。fl=1/2 mv² 的fl是什麼? f沒有做功。

動量定理:

時間t內,噴出氣體的質量為m=ρvts

ft=mv

帶入m,解得

f=ρvs正確

9樓:宇宙邊緣

此題bai只能用動

量來做,du不能用動能來做。

因為zhi這裡氣體的動dao

能,是由氣體的內能轉專化而得屬

的,不是力f做的功。

因為氣體到外面後,力f已經對它不起作用了,無法計算做多少功,因為在力作用下,位移沒辦法算出。

實際力f=內外壓強差×噴口面積s,從分析物體受力上面來講這是基本的。

10樓:五毒老虎闖

幹嘛說的這麼複雜,其實很簡單嘛...

第一,lz用動量定理算的時候出了乙個小錯內誤,m=ρvts 代入ft=mv

可得f=ρsv²

第二容,用動能定理解題的時候也犯了乙個小錯誤,氣體的長度為l, 不代表氣體運動的距離也為l..這個你要仔細想想.

即使你認為從一開始從瓶口噴出氣體就算起,那你要考慮重心的位移是1/2l,而不是 l

所以,嚴格說來,這道題是不好用動能定理解的.

補:怎麼能說f沒有做攻,氣體在f的作用下運動了一段距離,怎麼是沒有做功?

11樓:匿名使用者

你首先要搞清楚概念,

合外力在位移上的積累等於系統機械能的變化量。(除重力)

所以這個系統的動量是不守恆的,機械能守恆守恆。

合外力就是牆對瓶的推力。

用動能定理並非不能解,是要看你會不會轉換模型。

首先我想要清楚的解釋一下,為什麼我剛才所說的動能守恆的時候,初動能為零並且末動能不為零,但是牆的推力並沒有做工。牆的確沒有對系統做工,但是這個系統的氣體是壓縮氣體,它本身存在分子勢能。分子勢能和彈性勢能重力勢能是不同的,但是他們一樣可以相互轉化。

所以暫且可以把這個勢能算入機械能的範圍裡面。所以這個系統的機械能守恆。

讓氣體飛出去的力是恒力,氣體看做乙個質點,初始狀態和末了狀態他都是乙個質點。那麼它的重心就相差1/2l。

再來這個模型的勢能產生的力是乙個恒力f,相當於把這個氣體質點推動了1/2l的距離。此過程的氣體勢能完全轉化為系統的機械能(即動能)

我不知道這樣說你懂不懂。其實物理有時候公式的錯誤理解(或者是你把模型轉化了,這個公式就成立了)會導致正確的結果。再例如,平拋運動,你用運動學公式解一遍(求物體下落高度h的麼速度,初速度v0),然後你再用動能定理解一遍,(我要你用速度的分解,在豎直方向上用動能定理,是豎直方向~)解出來的結果雖然是一樣的,但是這種解法是錯誤的,因為動能定理是不能分解速度的。

如果你能夠在試卷上標明轉化乙個模型,或許這個揭發就對了。

還有很多很多,比如說,我很清楚老師說過一句話,用動能定理可以用平均力來乘以位移,但是在動量定理裡面就不能用平均力來計算。但是有些題目我用了平均力,算下來是對的。

這些問題,我想啊些老師也應該多注意一下。免得用錯了,自己都不知道。

我們要要加強對概念的清楚理解。

加油吧~我乙個高三的學生。

12樓:匿名使用者

動能定理:力在bai乙個du過程中對物體所做的功等zhi於在這個過程中動dao能的變化.

功:功專定義為力屬

與位移的內積。

動能:定義物體由於運動而具有的能叫動能,它的大小是運動物體的質量和速度平方乘積的二分之一。

由上面的定義不難看出動能與力做功有關,而功與物體運動的位移有關。

可以仔細想一想:我們姑且把力f看成是恒力,那麼把你所說的噴出的氣體分成n段。那麼第一段噴出來的氣體與最後一段噴出來的氣體走過的位移是相同的嗎?

如果不是就不能用簡單的動能定理來理解。

而是需要對其進行微積分,這是以後你要學習的。

因此就不存在為什麼用動能定理解是動量定理解題的結果相差一半的問題,而是根本就不能用動能定理來解!

你目前的學習目標就是理解定義的真正含義。不要亂用定理公式!

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