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冲量的解释和例题

更新时间:2024-06-27 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

冲量的解释和例题


冲量(impulse)是物理学中描述力学作用效应的物理量之一,等于力和力的作用时间的乘积。简单来说,冲量就是力在时间上的积累效果。在经典物理学中,冲量是力在时间上的积分,等于动量的变化。冲量是一个矢量,其方向与受力的方向一致。冲量可以由牛顿第二定律(F=ma)和动量定理(I=ΔP)来描述。在更一般的统计力学中,冲量也可以被视为系统受到的微观作用力的平均效应。SSU物理好资源网(原物理ok网)


1. 一质量为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°角的拉力作用,物体沿地面滑动,物体与地面间的动摩擦因数为0.2。求物体所受的滑动摩擦力的大小和方向,以及物体所受的合外力在0~2s内的冲量。(已知g取10m/s²)SSU物理好资源网(原物理ok网)

解:物体受到的滑动摩擦力大小为f = μN = μ(mg - Fsin30°) = 0.2 × (5 × 10 - 20 × 0.5) = 7N,方向与拉力方向相反。物体所受的合外力在0~2s内的冲量为I = Ft - ft = (20cos30° - 7) × 2 - 7 × 2 = 14N·s。SSU物理好资源网(原物理ok网)

2. 一质量为5kg的物体在恒力F作用下沿水平面做直线运动,F的大小为20N,与物体间的动摩擦因数为μ=0.2,物体在开始一段时间t=2s内移动了x=4m,求这段时间内F所做的功和平均功率。(g取10m/s²)SSU物理好资源网(原物理ok网)

解:根据动能定理得:$Fx - \mu mgx = \frac{1}{2}mv^{2}$,其中v为物体的末速度,代入数据解得v=4m/s。则F所做的功为$W = Fx = 80J$,平均功率为$P = \frac{W}{t} = 40W$。SSU物理好资源网(原物理ok网)

3. 一质量为5kg的物体在恒力F作用下沿水平地面做直线运动,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,物体在t=5s内移动了x=5m,求这段时间内F所做的功和平均功率。(g取10m/s²)SSU物理好资源网(原物理ok网)

解:根据动能定理得:$Fx - \mu mgx = \frac{1}{2}mv^{2}$,其中v为物体的末速度。由于题目中没有给出物体的初速度,因此无法求出初速度的大小。但是可以求出这段时间内F所做的功和平均功率。根据功的定义式$W = Fx$,可得这段时间内F所做的功为$W = Fx = \frac{1}{2}mv^{2} + fx$,其中$f$为物体受到的滑动摩擦力大小。代入数据解得$W = 75J$。由于题目中没有给出物体的运动时间,因此无法求出平均功率的大小。SSU物理好资源网(原物理ok网)

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