考试不提供,需记忆。
用途
Impulsive force 用于力与运动 I(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。 力与运动 I
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| F | 冲力 | N |
| m | 质量 | kg |
| v | 末速度 | m s⁻¹ |
| u | 初速度 | m s⁻¹ |
| t | 接触时间 | s |
公式变形
mv − mu = Ftt = (mv − mu) / F
解题示例
常见陷阱
理解冲力
冲力是在极短碰撞或接触过程中作用的巨大力。它由动量的变化率求得:F = (mv − mu) / t。
其中 F 是冲力,单位牛顿(N);m 是质量,单位千克(kg);v 是末速度,u 是初速度,都以米每秒(m s⁻¹)为单位;t 是接触时间,单位秒(s)。分子 mv − mu 就是动量的变化。
变形后,动量变化为 mv − mu = Ft,接触时间为 t = (mv − mu) / F。由于 t 在分母,对于相同的动量变化,接触时间越短,冲力就越大。
逐步演算示例
一质量 m = 0.06 kg 的网球从静止(u = 0)被发球至 v = 25 m s⁻¹,球拍接触时间为 t = 0.005 s。求冲力。
写出公式,再代入并带单位:
F = (mv − mu) / t = ((0.06 kg × 25 m s⁻¹) − 0) / 0.005 s
F = (1.5 kg m s⁻¹) / 0.005 s = 300 N。
答案 300 N(两位有效数字)表明极短的接触时间如何把不大的动量变化转化为很大的力,这正是短促而猛烈的撞击会致痛的原因。
常见错误与考法
关键关系是:接触时间越短,冲力越大;接触时间越长,冲力越小,考生常把它说反。
其他错误:忘记把动量变化除以时间(那样得到的是冲量而非力);当物体并非从静止开始时漏掉初动量 mu;以及未把接触时间从毫秒换算为秒。
考官会在 计算(求 F、t 或速度变化)、定义(说明什么是冲力)中考查,尤其在 解释(为何溃缩区、安全气囊、厚手套以及落地屈膝都通过延长 t 来降低 F)中考查。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)