Question

【題目】動量定理是物理學中有著非常重要的地位，是人們解決相關問題的一重要工具。

(1)簡述動量定理并根據牛頓運動定律推導出動量定理。

(2)一質量為1kg的小球以初速度10m/s從距地面5米高處水平拋出，不計空氣阻力。則：小球在空中運動過程中，小球的動量變化量大小及方向？（g=10m/s2）

(3)一質量為 1kg 的小球繞半徑 r＝1m 做速率為 1m/s 的勻速圓周運動，經過一圈回到出發點，則該過程向心力的沖量？

Answer 1

【答案】(1)見解析；(2)，方向豎直向下；(3)0

【解析】

(1)動量定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化，即

推導：根據牛頓第二定律有

F=ma

根據勻變速直線運動規律有

聯立兩式得

(2)小球豎直方向做自由落體運動，根據得

小球在空中運動過程中只受重力作用，根據動量定理得

解得動量的變化量

方向與重力沖量方向相同，豎直向下。

(3)物體做勻速圓周運動，運動一圈回到出發點的過程中速度的變化量為零，動量的變化量為零，由動量定理得合外力的沖量

I=mv-mv=0

則向心力的沖量為0。