Question

把質量為10kg的物體放在光滑的水平面上，如圖5－1所示，在與水平方向成53°的N的力F作用下從靜止開始運動，在2s內力F對物體的沖量為多少？物體獲得的動量是多少？

Answer 1

(1)力F的沖量為：

(2)I_F = F·t = 10×2=10(N·s)

P₂= Fcos53°·t =10×0.8×2(kg·m/s)

P₂=16kg·m/s

解析:

錯解一：2s內力的沖量為

　　

　　設物體獲得的動量為P₂，由動量定理

　　

　　對沖量的定義理解不全面，對動量定理中的沖量理解不夠。

　　錯解一 主要是對沖量的概念的理解，沖最定義應為“力與力作用時間的乘積”，只要題目中求力F的沖量，就不應再把此力分解。這類解法把沖量定義與功的計算公式W=Fcosa·s混淆了。

　　錯解二 主要是對動量定理中的沖量沒有理解。實際上動量定理的敘述應為“物體的動量改變與物體所受的合外力的沖量相等”而不是“與某一個力的沖量相等”，此時物體除了受外力F的沖量，還有重力及支持力的沖量。所以解錯了。

　　【正確解答】 首先對物體進行受力分析：與水平方向成53°的拉力F，豎直向下的重力G、豎直向上的支持力N。由沖量定義可知，力F的沖量為：

I_F = F·t = 10×2=10(N·s)

　　因為在豎直方向上，力F的分量Fsin53°，重力G，支持力N的合力為零，合力的沖量也為零。所以，物體所受的合外力的沖量就等干力F在水平方向上的分量，由動量定理得：

Fcos53°·t = P₂－0

　　所以P₂= Fcos53°·t =10×0.8×2(kg·m/s)

P₂=16kg·m/s

　　【小結】 對于物理規律、公式的記憶,要在理解的基礎上記憶，要注意弄清公式中各物理量的含量及規律反映的物理本質，而不能機械地從形式上進行記憶。另外，對于計算沖量和功的公式、動能定理和動量定理的公式，由于它們從形式上很相似，因此要特別注意弄清它們的區別。