p1=mv1=10×10-3×50 kg·m/s=0.5 kg·m/s,
p2=mv2=-10×10-3×100 kg·m/s=-1 kg·m/s,
所以动量的变化量Δp=p2-p1=-1 kg·m/s-0.5 kg·m/s=-1.5 kg·m/s,
即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反.
(2)羽毛球的初动能:Ek=mv12=12.5 J,羽毛球的末动能:Ek′=mv22=50 J,所以ΔEk=Ek′-Ek=37.5 J.
动量与动能的区别与联系
1.区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.
2.联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为Ek=或p=.
二、冲量及冲量的计算
[导学探究] 如图1所示,一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下保持静止状态,经过一段时间t,拉力F做的功是多少?拉力F的冲量是多大?在这段时间内重力做的功和冲量呢?(重力加速度为g)
图1
答案 拉力F做的功是零,但冲量是Ft.同理重力做的功为零,冲量为mgt.
[知识深化]
1.求冲量时,一定要注意是哪个力在哪一段时间内的冲量.
2.公式I=Ft只适用于计算恒力的冲量,若是变力的冲量,可考虑用以下方法求解:
(1)用动量定理I=mv′-mv求冲量.
(2)若力随时间均匀变化,则可用平均力求冲量.
(3)若给出了力F随时间t变化的图象,可用F-t图象与t轴所围的面积求冲量.
例2 在倾角为37°、足够长的固定斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的时间内,物体所受各力的冲量.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)