对于形同f=kv的力,f和v成正比,则平均力和平均速度也成正比例关系,f的冲量就转化为位移了。

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(1)

变力的冲量大小与位移大小成正比。

v-t图和f-t图只是一个比例系数而已。

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(2)

☞这里巧妙地把位移和动量变化建立了关系。

常见情形:

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(3)

例题:如图所示,

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(4)

在光滑水平面上有一竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域内,现有一边长为d(d<L)的正方形闭合线框以垂直于磁场边界的初速度v₀滑过磁场,线框刚好穿过磁场。则线框在滑进磁场的过程中产生的热量Q₁与滑出磁场的过程中产生的热量Q₂之比为()

A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.4:1

【解析】

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(5)

例题:将一质量为m的物体以初速v₀竖直向上抛出,已知物体在运动过程中所受空气阻力的大小与其运动速度成正比,比例系数为k,若物体能够上升的最大高度为H,则其上升过程所用的时间应为?

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(6)

例题:如图所示,

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(7)

空间有一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,将一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上,杆足够长,环与杆之间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v₀向上运动,经时间t圆环回到出发位置。不计空气阻力。已知重力加速度为g。求当圆环回到出发位置时速度v的大小。

FN=F洛=qvB

f=μFN=μqvB(f与v成正比)

取向上为正

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(8)

例题:在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图所示。

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(9)

已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g.求:

(1)小球运动到任意位置P(x,y)的速率v;

(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;

(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E(E>mg/q)的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率Vm.

【解析】在小球下降过程中的任意一点将小球速度分解为水平分量vx和竖直分量vy,画出各分速度对应的洛伦兹力与重力(如图所示),

变力冲量怎么求(力fkv冲量的应用)(10)

【分析粒子运动】

由运动的独立性可分析沿x、y轴方向上的动力学关系(如图),从图中分析可以看出沿x轴方向上小球是在变力F=Bqvy= kvy,的作用下先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动,最低点时速度水平且最大。沿y轴方向上小球受到重力和Bqvx=kvx的变力作用,小球先做加速度减小的加速运动再做加速度反方向增大的减速运动,到达最低点时vy=0。小球的曲线运动其实就是沿x、y轴方向上这两种变加速运动的合成。

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