如圖5-3所示,一個(gè)質(zhì)量為M的小車置于光滑水平面。一端用輕桿AB固定在墻上,一個(gè)質(zhì)量為m的木塊C置于車上時(shí)的初速度為v0。因摩擦經(jīng)t秒木塊停下,(設(shè)小車足夠長),求木塊C和小車各自受到的沖量。
答案是木塊C的沖量為mv0,方向向右。小車的沖量為零。
錯(cuò)解:以木塊C為研究對象,水平方向受到向右的摩擦力f,以v0)。為正方向,由動量定理有:
-ft = 0 = mv0所以I木= ft = mv0
所以,木塊C受的沖量大小為mv0,方向水平向右。
又因?yàn)樾≤囀艿降哪Σ亮λ较蜃螅笮∫彩莊(牛頓第三定律)。所以小車受到的沖量I車= ft = mv0,大小與木塊受到的沖量相等方向相反,即水平向左。
主要是因?yàn)閷恿慷ɡ碇械臎_量理解不深入,動量定理的內(nèi)容是:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化量。數(shù)學(xué)表達(dá)式為I合=P2-P1,等式左側(cè)的沖量應(yīng)指合外力的沖量。在上述解答中,求木塊C受到的沖量為mv0是正確的。因?yàn)镃受到的合外力就是f (重力mg與支持力N互相平衡),但小車的沖量就錯(cuò)了。因?yàn)樾≤嚬彩?個(gè)力:重力Mg,壓力N=mg,支持力N′[N′=(m+M)g],摩擦力f'和AB桿對小車的拉力T,且拉力T = f',所以小車所受合力為零,合力的沖量也為零。
【正確解答】 以木塊C為研究對象,水平方向受到向右的摩擦力f,以V0為正方向,由動量定理有:
-ft = 0-mv0 ∴I木= f·t = mv0
所以,木塊C所受沖量為mv0,方向向右。對小車受力分析,豎直方向N′=Mg+N=(M+m)g,水平方向T= f′,所以小車所受合力為零,由動量定理可知,小車的沖量為零。
從動量變化的角度看,小車始終靜止沒動,所以動量的變化量為零,所以小車的沖量為零。
正確答案是木塊C的沖量為mv0,方向向右。小車的沖量為零。
【小結(jié)】 在學(xué)習(xí)動量定理時(shí),除了要注意動量是矢量,求動量的變化△P要用矢量運(yùn)算法則運(yùn)算外,還要注意F·t中F的含義,F(xiàn)是合外力而不是某一個(gè)力。
參考練習(xí):質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由落下到一厚軟墊上,若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.20s,則這段時(shí)間軟墊對小球的沖量為______(g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力)。(答案為o.6N·s)
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科目:高中物理 來源: 題型:
圖
A.能量逐漸消失 B.勢能轉(zhuǎn)化成動能
C.動能轉(zhuǎn)化成勢能 D.以上說法都不正確
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科目:高中物理 來源: 題型:
圖5-4-11
A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)
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科目:高中物理 來源: 題型:
圖5-4-3
根據(jù)紙帶要求計(jì)算:
(1)若重錘的質(zhì)量為m,則重錘從開始下落到打B點(diǎn)時(shí),減少的重力勢能是多少?
(2)重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)增加的動能為多大?
(3)從上述數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論?
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖5-2-3所示,勁度系數(shù)為k的彈簧下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,處于靜止?fàn)顟B(tài).手托重物使之緩慢上移,直到彈簧恢復(fù)原長,手對重物做的功為W1.然后放手使重物從靜止開始下落,重物下落過程中的最大速度為v,不計(jì)空氣阻力.重物從靜止開始下落到速度最大的過程中,彈簧對重物做的功為W2,則( ).
A.W1> B.W1<
C.W2=mv2 D.W2=-mv2
圖5-2-3
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