一个物体同时受到两个力F1、F2的作用,F1、F2与时间的关系如图5-5所示,如果该物体从静止开始运动,当该物体具有最大速度时,物体运动的时间是________

题文

一个物体同时受到两个力F₁、F₂的作用,F₁、F₂与时间的关系如图5-5所示,如果该物体从静止开始运动,当该物体具有最大速度时,物体运动的时间是_________ s,该物体的最大动量值是_________ kg·m/s.



图5-5

题型：未知 难度：其他题型

答案

5  25

解析

由图象知t="5" s时,F₁、F₂大小相等,此后F₂>F₁,物体开始做减速运动,故t="5" s时速度最大.
由I=Ft可知,Ft图象中图线与时间轴所围面积为力的冲量,所以,前5 s内F₁、F₂的冲量分别为:
I₁="37.5" N·s  I₂="-12.5" N·s
所以,前5 s内合力的冲量为I=I₁+I₂="25" N·s
由动量定理知,物体在前5 s内增加的动量,也就是从静止开始运动后5 s末的动量,为25 kg·m/s.

考点

据考高分专家说，试题“一个物体同时受到两个力F1、F2的作用,.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。