力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。用公式可表示为I=Ft。冲量是矢量,冲量的运算遵循平行四边形定则。
冲量的定义式是I=Ft,可该公式并不能计算所有情况的冲量,只能用于计算恒力的冲量。下文所要阐述的是高中阶段常见的计算冲量的方法。
一、用I=Ft计算恒力冲量
恒力的冲量分为单个恒力冲量和几个恒力的合冲量。
谈到冲量,一定要明确是哪个力、在哪段时间内的冲量。如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
不论是直线运动还是曲线运动,只要是恒力的冲量,都可以直接用I=Ft计算。
在计算某个恒力的冲量时,不需要考虑被作用的物体是否运动,作用力是何性质的力,也不需要考虑作用力是否做功及是否还有其它力存在。
1.单个恒力的冲量
单个恒力的冲量直接用该力乘以该力作用的时间,即I=Ft。冲量的方向与力的方向一致。
(1)曲线运动中单个恒力的冲量
例1.一个质量为m的物体,从离地面高为h的位置以初速度v0水平抛出,求物体从开始抛出到落至地面这段时间内重力的冲量。
解析:因为重力为恒力,其大小为mg,方向竖直向下,所以重力的冲量可直接用I=Ft解。设物体运动的时间为t,因在竖直方向上,平抛运动是自由落体运动,所以h=
,t=
。
重力在这段时间内的冲量大小为:
I=Ft=mgh=
冲量的方向与重力的方向一致,即竖直向下。
(2)直线运动中单个恒力的冲量
例2、如图1所示,质量为m的小滑块沿倾角为