(2)平抛运动过程中小球动量的增加量Δp;
(3)小球落地时的动量大小p′.
答案 (1)4 N·s 方向竖直向下
(2)10 N·s 方向竖直向下
(3)10 kg·m/s
解析 (1)重力是恒力,0.4 s内重力对小球的冲量
I1=mgt0=1×10×0.4 N·s=4 N·s,方向竖直向下.
(2)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,
故h=gt2,
落地时间t==1 s.小球平抛运动过程中只受重力作用,所以合外力的冲量为
I=mgt=1×10×1 N·s=10 N·s,方向竖直向下.
由动量定理得Δp=I=10 N·s,方向竖直向下.
(3)小球落地时竖直分速度为vy=gt=10 m/s.由速度合成知,落地速度v== m/s=10 m/s,
所以小球落地时的动量大小为p′=mv=10 kg·m/s.
10.质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,有一水平恒力F作用于物体上,并使之加速前进,经时间t1后撤去此恒力,求物体运动的总时间t.
答案
解析 方法一:物体的运动可分为两个阶段,第一阶段水平方向受F、f两个力的作用,时间为t1,物体由A运动到B,速度达到v1;第二阶段物体水平方向只受摩擦力f的作用,时间为t2,由B运动到C,速度由v1变为0.
设由A到B为正方向,据动量定理:
第一阶段:(F-f)t1=mv1-0=mv1
第二阶段:-f·t2=0-mv1=-mv1