如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层,设水柱直径为D,水流速度大小为,方向水平向右.水柱垂直煤层表面,水柱冲击煤层后水的速度变为零,水的密度为,高压水枪的重力不可忽略,手持高压水枪操作,下列说法正确的是
A.水枪单位时间内喷出水的质量为
B.高压水枪的喷水功率为
C.水柱对煤层的平均冲击力大小为
D.手对高压水枪的作用力水平向右
BD
【详解】
A、t时间内喷水质量为:
水枪单位时间内喷出水的质量为
故选项A错误;
B、水枪在时间1s内做功转化为水柱的动能即为高压水枪的喷水功率,则:
故选项B正确;
C、t时间内喷出的水在t内速度减小为0,则由动量定理得:
联立得:
,
故选项C错误;
D、水对高压水枪的作用力向左,则手对高压水枪的作用力水平向右,故选项D正确.
冲量:
定义
力与力的作用时间的乘积叫力的冲量
定义式
I=Ft
标失性
力是矢量,冲量也是矢量
过程性
冲量是描述力对物体作用的时间积累效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大
绝对性
由于力和时间都跟参考系的选择无关,因此冲量也跟参考系的选择无关;另外物体受某个力的冲量只取决于这个力及其作用时间,与物体的运动状态、是否受其他力无关
单位
牛顿·秒,简称牛·秒,符号N·s
备注
(1)冲量表达式,I=Ft只适用于计算恒力的冲量;计算变力的冲量一般用动量定理。
(2)如图所示,在力F随时间t变化的F—t图像中,图线与时间轴之间的“面积”为力的冲量
(3)合外力冲量的计算。
①如果物体受到的各个力作用的时间相同,且都为恒力,可用计算;
②如果在物体运动的整个过程中不同阶段受力不同,则合冲量为各个阶段冲量的矢量和
冲量和功的区别:
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