Question

2．如图甲所示，用水平向右的力F拉放在光滑水平地面上，质量m=50kg的物体，作用时间为4s，使物体获得1.5m/s的速度．若力F大小的变化为：前3s从零开始随时间均匀增大，后1s均匀减小为零，如图乙所示．求：
（1）4s内力F对物体的冲量的大小．
（2）力F的最大值．

Answer 1

分析 （1）根据动量定理求解拉力的冲量；
（2）F-t图象与时间轴包围的面积表示拉力的冲量，然后结合冲量的定义即可求出力F的最大值．

解答 解：（1）拉力对物体的冲量等于物体的动量增加，有：
I_F=mv=50×1.5N•s=75 N•s
（2）由于拉力均匀变化，设拉力最大值为F_max，则拉力的冲量大小为图乙中图线与时间轴线所围成的面积，则：
I_F=$\frac{1}{2}$F_max•t
得：F_max=37.5 N．
答：（1）力F对物体的冲量为75 N•s；
（2）力F的最大值为37.5N．

点评 本题关键是根据动量定理列式求解，注意F-t图象中图线与t轴包围的面积表示拉力F的冲量大小，不难．