冲量(Impulse)和动量(Momentum)是物理学中的概念,它们都与物体的运动状态有关。
冲量是力与时间的乘积,是改变物体运动状态的一个因素,可以用I = Ft表示。冲量是矢量,其方向与力的方向相同。
动量是物体的质量和速度的乘积,用P=mv来表示。动量也是矢量,它的方向与物体运动的方向相同。
当一个物体受到力的作用时,会产生冲量,使物体的动量发生变化。反过来,如果一个物体的动量发生了变化,那么它一定受到了力的作用。
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:
1. 拉力对物体所做的功;
2. 地面对物体的摩擦力对物体所做的功;
3. 物体所受合外力对物体所做的功。
解答:
1. 拉力对物体所做的功:
W = Fs = 20cos30 2 = 17.8J
其中,$F$为拉力大小,$s$为物体在拉力方向上移动的距离。
2. 地面对物体的摩擦力对物体所做的功:
W = - fs = - (20sin30 2) = - 20J
其中,$f$为摩擦力大小,$s$为物体在地面上移动的距离。由于摩擦力与位移方向相反,所以摩擦力做负功。
3. 物体所受合外力对物体所做的功:
W合 = W拉 - W摩 = 17.8J - ( - 20J) = 37.8J
其中,$W合$为物体所受合外力对物体所做的功,$W拉$为拉力对物体所做的功,$W摩$为摩擦力对物体所做的功。由于物体受到的拉力和摩擦力均与位移方向垂直,所以它们对物体不做功。因此,物体的合外力对物体所做的功即为物体动量的变化量。
综上所述,该题考察了冲量、动量和功的概念,以及力的分解和正交分解法的应用。通过求解该题,可以加深对这些概念的理解和应用。