关于动量定理的修正 动量和动量定理( 四 )


支持力的冲量I=Ft=mgcos30t= 20√3Ns
合外力的冲量I=F(合)t=mgsin30t=20Ns
我的解析:

关于动量定理的修正 动量和动量定理


原题计算的物体在重力方向上是冲量变化 , 计算严重错误 。
原题计算的物体在支持力方向上是冲量变化 , 计算严重错误 。
原题计算的物体在合外力方向上是冲量变化 , 计算正确 。
首先来计算物体在重力方向上的冲量变化 。
由牛顿第二定律F=ma 得 , 下滑的加速度
a=gsin= 5m/s^2
由s=(1/2()at^2 , 得下滑时间
t^2= 2s/a = 2105 秒^2= 4 秒^2
t=2秒
关于动量定理的修正 动量和动量定理


下滑时间等于2秒 , 这是对的 。然后末速度Vt=at = 5 m/s^22 s = 10 m/s
末速度在重力方向上的速度分量是 10 m/ssin30=10 m/s ( 1/2)= 5m/s
初速度为0m/s
所以物体在重力方向上的冲量变化是 m(Vt-Vo)=2kg (5m/s-0m/s)= 10 Ns
也可以用力与时间的乘积来计算 。
如图
关于动量定理的修正 动量和动量定理


由于重力mg存在 , 物体对斜坡的压力等于(√3/2 )mg
斜坡对物体的支持力等于物体对斜坡的压力 , 等于(√3/2 )mg  , 支持力在竖直方向上的分量等于
(√3/2)mg(√3/2 )=(3/4)mg
所以物体在重力方向受到的力等于[mg -(3/4)mg ] , 等于(1/4)mg。
物体在重力方向上的动量变化等于
Ft=(1/4)mgt
=(1/4 ) 2 kg10m/s^2 2s
=10 Ns
接着分析物体在支持力方向上的冲量变化 。
由于物体的末速度与支持力始终垂直 , 所以末速度在支持力方向上的速度分量是0  , 初速度为 0 , 在支持力方向上的速度分量当然是0 。所以物体在支持力方向上的动量变化量是 0  , 即冲量是0。
原题对合外力方向上冲量的计算是对的 , 也可以用质量与速度的乘积来进行计算 , 具体如下:
关于动量定理的修正 动量和动量定理


根据上面的计算可知末速度Vt=at
= 5 m/s^22 s = 10 m/s
初速度是0
冲量I=m(Vt-Vo)=2kg (10m/s-0)
=20 Ns

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