4.在F-t图中的冲量:

F-t图上的“面积”表示冲量的大小。

[例11]如果物体所受空气阻力与速度成正比,当以速度v1竖直上抛后,又以速度v2返回出发点。这个过程共用了多少时间?

解析:如图所示,作出上升阶段和下降阶段的v-t图线(图中蓝色线所示),则图线下方的“面积”表示位移大小,即s1=s2=h,由于阻力与速度大小成正比,在图中作出f-t图线(图中红色线所示),则图线下方的面积一定相等,而此“面积”表示上升阶段和下降阶段阻力的冲量,即有If 1=If 2,对全过程由动量定理可得mgt=m(v1+v2),解得t=(v1+v2)/g

点评:该题是利用物理图象解题的范例,运用物理图象解题形象直观,可以使解题过程大大简化。

[例12]跳伞运动员从2000m高处跳下,开始下落过程未打开降落伞,假设初速度为零,所受空气阻力与下落速度大小成正比,最大降落速度为vm=50m/s。运动员降落到离地面s=200m高处才打开降落伞,在1s内速度均匀减小到v1=5.0m/s,然后匀速下落到地面,试求运动员在空中运动的时间。

解析:整个过程中,先是变加速运动,接着匀减速,最后匀速运动,作出v-t图线如图(1)所示。由于第一段内作非匀变速直线运动,用常规方法很难求得这1800m位移内的运动时间。考虑动量定理,将第一段的v-t图按比例转化成f-t图,如图(2)所示,则可以巧妙地求得这段时间。

设变加速下落时间为t1

又:mg=kvm,得   所以:

第二段1s内:  

所以第三段时间

空中的总时间:

 

 0  369771  369779  369785  369789  369795  369797  369801  369807  369809  369815  369821  369825  369827  369831  369837  369839  369845  369849  369851  369855  369857  369861  369863  369865  369866  369867  369869  369870  369871  369873  369875  369879  369881  369885  369887  369891  369897  369899  369905  369909  369911  369915  369921  369927  369929  369935  369939  369941  369947  369951  369957  369965  447090 

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