一个运动质点只受到一个恒力作用,沿直线运动.要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义.
(2)人们常说“滴水穿石”，请你根据下面所提供的信息，估算水对石头的冲击力的大小.
一瀑布落差为h=20 m，水流量为Q=0.10 m3/s，水的密度ρ=1.0×103 kg／m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零.(落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水作用时可以不考虑水的重力，g取10 m/s2)
一个运动质点只受到一个恒力作用,沿直线运动.要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义.
(2)人们常说“滴水穿石”，请你根据下面所提供的信息，估算水对石头的冲击力的大小.
一瀑布落差为h=20 m，水流量为Q=0.10 m3/s，水的密度ρ=1.0×103 kg／m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零.(落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水作用时可以不考虑水的重力，g取10 m/s2)
(1)设在光滑水平面上质量为m的物体初速度为v1,受到与运动方向相同的恒力F作用,经过时间t速度为v2,(2分)
根据牛顿第二定律F=ma ①
由匀变速直线运动公式a=
②
由①②得Ft=mv2-mv1=p2-p1=Δp
上式中Ft为合外力对物体的冲量,mv2为物体的末动量,mv1为物体的初动量.
(2)水从h高处落下是自由落体运动,速度为v.
v2=2gh(1分)
v=
=20 m/s
在很短时间t内有m质量的水下落,以它为研究对象,设石头对水作用力为F,由动量定理得-Ft=0-mv
水流量Q=0.1 m3/s
=ρQ=100 kg/s
解得F=
v=2 000 N(2分)
水对石头的反作用力F′=F=2 000 N.