微专题动量定理解决流体类问题

微专题：动量定理解决流体类问题题型一：液体、气体类解决方法：沿流速v方向,任取一段流体，假设作用时间极短为Δt,流体横截面积为S，密度为ρ，那么在极短时间内流体的长度：,流体体积为：,流体质量为：根据动量定理：带入m的值得：【例】如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱洗车，设水柱截面半径为r，水流速度大小为v。水柱垂直车窗，水柱冲击车窗后水的速度变为零，水的密度为ρ，水柱对车窗的平均冲击力大小为（）A． B． C． D．【解析】取时间内高压水枪喷出的水为研究对象，取喷出水的方向为正方向，根据动量定理解得，车窗对水柱的平均作用力为F=负号表示方向与正方向相反，根据牛顿第三定律，水柱对车窗的平均冲击力大小为。故选D。题型二：粒子类（电子、光子、尘埃等）解决方法：沿流速v方向,任取一段流体，假设作用时间极短为Δt,单位体积内粒子数目为n，每个粒子的质量为m，流体横截面积为S，那么在极短时间内流体的长度：,流体体积为：,流体内的粒子数目为：流体质量为：根据动量定理：带入M的值得：【例】一宇宙飞船以v=1.0×104m/s的速度进入密度为ρ=2.0×107kg/m3的微陨石流中，如果飞船在垂直于运动方向的最大截面积为S=5m2，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上。为使飞船的速度保持不变，飞船的牵引力应为（

）A．100N B．200N C．50N D．150N【解析】选在时间内与飞船碰撞的微陨石为研究对象，其质量应等于底面积为S，高为的直柱体内微陨石尘的质量，即初动量为0，末动量为mv。设飞船对微陨石的作用力为F，由动量定理得则根据牛顿第三定律可知，微陨石对飞船的撞击力大小也等于100N。飞船要保持原速度匀速飞行，助推器增大的推力应为100N。故选A。巩固提高1．作为先进的大都市，上海拥有许多非常高的建筑物，这些大楼不仅设计先进，还安装了风阻尼器。已知风阻尼器的截面积，风速为25m/s，空气密度，风遇到风阻尼器后速度立即减为零，则风对风阻尼器产生的作用力大小约为（）A．7500N B．750N C．300N D．900N25m33，则小明打这次喷嚏受到的平均反冲力约为（）A．0.2N B．2.0N C．0.3N D．3.0N3．超强台风利奇马于2019年8月10日1时45分许在我国浙江省温岭市城南镇沿海登陆，登陆时其中心附近最大风力达到16级（52m/s），对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力（空气的压力）与风速（空气流动速度）大小关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v关系式为（）A．F＝ρSv B．F＝ρSv2 C．F＝ρSv3 D．F＝ρSv34．某市在冬季常见最大风力为9级（风速约20m/s到24m/s）。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S，所能承受的最大压力为F。设空气密度为ρ，空气吹到卷帘门上速度立刻减为零，则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速v等于（）A． B． C． D．5、在采煤的各种方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下。今有一采煤高压水枪,设水枪喷水口横截面积,由枪口喷出的高压水流流速为,设水的密度,水流垂直射向煤层并原速弹回,试求煤层表面受到的平均冲击力。6.2,以v=2×103m/s的速度进入宇宙微粒尘