动量是指物体运动过程中保持不变的量值,其大小为物体的质量与速度的乘积,方向与物体运动的方向相同。冲量是一个矢量,用来描述力在时间上的累积效应,它的大小等于力与时间的乘积,方向与力的方向相同。在牛顿力学中,冲量是产生动量的原因,动量变化必然伴随着冲量的变化。
1. 质量为5kg的物体静止在水平桌面上,一个质量为2kg的物体以5m/s的速度迎面飞来,碰撞后以3m/s的速度反向弹回,求碰撞过程中物体受到的冲量大小和方向。
解:取碰撞前物体速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m1v1 = (m1 + m2)v
- m2v2 = m2v' + m1v
其中,v'=-3m/s
解得:v=2m/s
冲量:I = (m1-m2)v = 8kg·m/s
方向:与正方向相反
2. 质量为5kg的物体静止在光滑水平面上,在水平恒力作用下做加速运动,经5s速度达到4m/s,求在这5s内水平力做的功。
解:由动量定理得:Ft = mv'
其中,v' = 4m/s
解得:F = 8N
由于物体做加速运动,所以力是恒力,故水平力做的功为:W = Fx = F·vt/2 = 8×4×5/2 = 80J
这些题目涵盖了动量和冲量的基本概念、应用方法和解题技巧,希望能对你有所帮助。