Question

把质量为10kg的物体放在光滑的水平面上，如图5－1所示，在与水平方向成53°的N的力F作用下从静止开始运动，在2s内力F对物体的冲量为多少？物体获得的动量是多少？

Answer 1

(1)力F的冲量为：
(2)I_F = F·t = 10×2=10(N·s)
P₂= Fcos53°·t =10×0.8×2(kg·m/s)
P₂=16kg·m/s

【错解分析】错解一：2s内力的冲量为
　　
　　设物体获得的动量为P₂，由动量定理
　　
　　对冲量的定义理解不全面，对动量定理中的冲量理解不够。
　　错解一 主要是对冲量的概念的理解，冲最定义应为“力与力作用时间的乘积”，只要题目中求力F的冲量，就不应再把此力分解。这类解法把冲量定义与功的计算公式W=Fcosa·s混淆了。
　　错解二 主要是对动量定理中的冲量没有理解。实际上动量定理的叙述应为“物体的动量改变与物体所受的合外力的冲量相等”而不是“与某一个力的冲量相等”，此时物体除了受外力F的冲量，还有重力及支持力的冲量。所以解错了。
　　【正确解答】 首先对物体进行受力分析：与水平方向成53°的拉力F，竖直向下的重力G、竖直向上的支持力N。由冲量定义可知，力F的冲量为：
I_F = F·t = 10×2=10(N·s)
　　因为在竖直方向上，力F的分量Fsin53°，重力G，支持力N的合力为零，合力的冲量也为零。所以，物体所受的合外力的冲量就等干力F在水平方向上的分量，由动量定理得：
Fcos53°·t = P₂－0
　　所以P₂= Fcos53°·t =10×0.8×2(kg·m/s)
P₂=16kg·m/s
　　【小结】 对于物理规律、公式的记忆,要在理解的基础上记忆，要注意弄清公式中各物理量的含量及规律反映的物理本质，而不能机械地从形式上进行记忆。另外，对于计算冲量和功的公式、动能定理和动量定理的公式，由于它们从形式上很相似，因此要特别注意弄清它们的区别。