Question

質量為1.0 kg的小物體,在半徑為1.0 m的圓軌道上,以20. m/s的速度做勻速圓周運動.下列說法中正確的是(    )

A.一個周期內,合力對物體的沖量大小為4π N·s

B.四分之一周期內,物體動量變化量的大小為kg·m/s

C.因向心力時刻與速度垂直,故向心力的沖量總等于零

D.由于物體的速率恒為2.0 m/s,因此由p=mv知,物體在運動中動量不變

Answer 1

B

解析：公式I=Ft只適用于恒力沖量大小的計算,在勻速圓周運動中所受合力即向心力,雖大小不變(可按F=mv²/r計算大小),但方向時刻改變，不能用I=Ft來求大小(選項A是按I=Ft求得的結果)，只能用動量定理來求.在一個周期始、末兩時刻的動量相等,故動量的變化量等于零，合外力的沖量等于零.

在四分之一周期的時間內,物體繞圓心轉過90°,初、末動量間夾角為90°,由矢量平行四邊形定則知,物體動量變化的大小為kg·m/s.沖量是力的時間累積效應,力與速度垂直,與力的沖量大小無關.由p=mv,勻速圓周運動中速率v不變,可知,其動量大小不變,但方向時刻改變,故動量時刻改變.