高中物理

高中物理-动量定理
流体，反冲，动量守恒…如图，是某科技小组制做的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程:先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器（含弹射器）和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求:
1.装置悬停时喷出气体的速度；
2.弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。
☞（1）取△t时间内喷出的气体为研究对象，由动量定理结合气体对模拟装置的作用力等于重力求解V。
（2）由水平向动量守恒得出两部分的速度关系，对每一部分应用动能定理表达出动能，弹射器做功等于动能之和，综合求得弹射器提供的动能。