高考物理矢量冲量公式有以下几种:
1. 冲量公式:冲量定理也叫动量定理,其一般形式为$F\Delta t = \bigtriangleup P$。其中$\Delta t$为时间间隔,$F$为冲量,$\bigtriangleup P$为动量的变化率。
2. 冲量计算公式:$I = \overset{―}{F}t$,其中$\overset{―}{F}$表示力的平均值,$t$表示力的作用时间。
3. 动量定理:物体受到合外力的冲量作用而动量发生变化。
需要注意的是,冲量是矢量,遵循平行四边形定则。以上信息仅供参考,如果还有疑问,建议查询高中物理教材。
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N、方向与水平面成30度角斜向上的拉力作用,物体在水平地面上移动了2m的距离,求这个过程中物体所受的冲量。
解:
首先,我们需要根据题意画出物体的受力图。物体受到两个力的作用:拉力F和地面的摩擦力f。其中,拉力F的大小为20N,方向与水平面成30度角斜向上;摩擦力f的大小为f = μmg,其中μ为摩擦系数,m为物体质量,g为重力加速度。
根据冲量定理,物体所受的冲量等于力与时间的乘积。在这个问题中,我们需要求出拉力F和摩擦力f在一段时间内的冲量,然后将两者相加得到总的冲量。
已知拉力F的大小为:20N
已知拉力F的方向与水平面成30度角
已知物体质量为:5kg
已知地面的摩擦系数为:μ = 0.2
已知物体移动的距离为:2m
根据受力分析,可得到摩擦力f的大小:
$f = \mu mg = 0.2 \times 5 \times 10 = 10N$
由于拉力F作用一段时间后物体才开始移动,所以拉力的冲量可以分解为两个部分:一部分是拉力在物体上产生的垂直分力对物体产生的冲量;另一部分是拉力在物体上产生的平行分力对物体产生的冲量。由于物体在水平面上移动了2m的距离,所以平行分力的冲量等于物体在水平方向上移动的距离除以物体的加速度再乘以时间。
根据牛顿第二定律和运动学公式,可得到物体的加速度:
$a = \frac{F_{平行}}{m} = \frac{20 \sin 30^{\circ}}{5} = 1m/s^{2}$
根据运动学公式,可得到物体在水平方向上移动的距离:
$s = \frac{1}{2}at^{2} = \frac{1}{2} \times 1 \times t^{2}$
其中t为时间。将已知数据带入公式可得:$t = \sqrt{2}$秒
所以,拉力的冲量为:$I_{F} = Ft = 20 \times \sqrt{2}$牛顿·秒
摩擦力的冲量为:$I_{f} = ft = 10 \times \sqrt{2}$牛顿·秒
最后,物体的总冲量为:$I = I_{F} + I_{f} = (20 - 10) \times \sqrt{2}$牛顿·秒