一道冲量与动量的问题(高一)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 03:08:48
两辆完全相同的车(质量为M)以速度V相撞,每辆车由于撞击凹陷了长度L.
(1)每辆车撞击时所受的平均作用力
(2)每辆车撞击时所受的冲量
(3)若把其中一辆车换为一堵墙(撞击墙不懂),那么,对于另一辆车,
所受冲量和平均作用力是否一样?

请给出计算或证明步骤,谢谢!
哦,相撞后都停止不动了.

还有:第二问,如果以其中一辆车作参考系,另一辆车的速度就是2v,那么算出来的平均力就是正确答案的二倍.为何?错出在哪?

相撞后的速度若不是已知的话,就没法解了。

两辆完全相同的车(质量为M)以速度V相撞,每辆车由于撞击凹陷了长度L.(1)每辆车撞击时所受的平均作用力F,(2)每辆车撞击时所受的冲量I,(3)若把其中一辆车换为一堵墙(撞击墙不动),那么,对于另一辆车,所受冲量和平均作用力是否一样?
1)MVV/2-0=FL,所以,F=MVV/2L。
2)I=0-MV=-MV(负号表示冲量的方向与物体初速度的方向相反)。
3)车撞墙的过程中,一定有一个速度从V减至0的过程(否则就是车把墙撞了个洞并穿过去),而这一减速过程从题目所给的条件看,车体的变形是完全非弹性的——速度减为0时该车已完全没有弹力作用在另一辆车上了(若非如此,那另一辆车就会被弹开。可以对比一下弹簧振动这种完全弹性的过程中物块的速度减至0时恰是所受弹力最大的时候),撞墙到车速降为0时,车体的变形同样是完全非弹性的——此时它已完全没有弹力作用在墙上,那么墙的反作用力也是0,所以车也是停下来——车撞墙也不会反向弹开。跟1)2)同样的方法可知冲量和平均作用力是一样的。

“还有:第二问,如果以其中一辆车作参考系,另一辆车的速度就是2v,那么算出来的平均力就是正确答案的二倍.为何?错出在哪?”
——注意,牛顿定律以及能量动量的相关定律都是只对惯性系有效的。车在相撞时处于减速的状态,以它为参照系就是在以非惯性系为参照系,功能原理就不能直接在非惯性系中使用了!(要用的话,需要额外再加一个惯性力进去,这就比较麻烦了)

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