解题思路:(1)根据牛顿第二定律和速度时间公式列式后约去加速度即可得到动量定理表达式;(2)以水开始流下到落到石头上静止全过程分析,由动量定理可求得水对石头的冲击力.
(1)如图所示,一物体放在光滑的水平面上,设在恒力F的作用下,开始时物体的初速度为v1,经过t时间后,物体的速度变为v2.
由牛顿第二定律得:a=
F
m①
由运动学公式得:a=
v2−v1
t②
由①②可得:
v2−v1
t=
F
m,由此式变形得:Ft=mv2-mv1
式中:Ft表示物体在t时间内物体受到合外力的冲量;mv2表示物体在这段时间的末动量;mv1表示物体在这段时间的初动量.
(2)设经△t时间内落到石头上水的质量为m,落到与石头相碰前的速度为v
则m=ρQ△t③
由动能定理:mgh=
1
2mv2④
由动量定理:F△t=mv⑤
由③④⑤得,F=
mv
△t=
Q△tV
△t=2.0×103N
答:(1)Ft表示物体在t时间内物体受到合外力的冲量;mv2表示物体在这段时间的末动量;mv1表示物体在这段时间的初动量.
(2)水对石头的冲击力的大小为2.0×103N
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;动量定理.
考点点评: 本题关键是要熟悉动量定理的推导过程和应用,在解题时要注意正确理解定理,且不可用水下落的总时间来求冲击力,难度适中.