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[文章介绍] 动量定律及其应用 动量定律及其应用 [学习目标] [学习目标] 理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是一个向量; 理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是; 知道动量的变化量也是矢量,理解动量定律的确切含义和表达,知道动量定律适用于变力的估计; 能够使用动量定律来解释现象和过程
【文本】
动量定律及其应用 动量定律及其应用 【学习目标】【学习目标】 1. 了解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是一个向量; 2、理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是一个向量; 3知道动量的变化量也是矢量,理解动量定律的确切含义和表达,知道动量定律适用于变力的估计; 4 能用动量定律解释现象并处理相关问题 [要点] [要点] 1. ,动量定律 要点 1. ,动量定律 11 和动量变化 和动量的变化 (1)动量的定义:物体的质量与运动速度的乘积称为物体的动量,记为pmv 动量反映在动力学中 物体运动状态的数学量为状态量。 说动量,必须明确,是物体在那个时刻或那个状态所具有的动量。 在小学,动量表达式中的速度通常是以月亮为基础的(2)动量的矢量性:动量是一个矢量。
其方向与物体的速度方向一致,服从矢量算法 (3) 动量单位:动量单位由质量和速度的单位决定。 在国际单位制中,动量的单位为千克米每秒,符号为kgm/s (4) 动量变化p:动量是一个矢量,其大小为pmv,其方向与速度。 因此,当速度改变时,物体的动量也随之改变。 当速度的大小或方向发生变化时,速度发生变化,物体动量的大小或方向也随之发生变化,我们说物体的动量发生了变化。 假设物体的初始动量p1mv1和最终动量p2mv2,物体动量的变化是因为动量是一个向量。 所以,上面的公式一般来说都是向量公式。 向量公式 22 冲量 (1) 冲量的定义:力与力的作用时间的乘积称为力的冲量,记为IFt。 (2)冲量的矢量性:因为力是矢量。
所以冲量也是矢量,但冲量的方向不一定是力的方向 (3)冲量的单位:由力的单位和时间的单位决定。 在国际单位制中,冲量的单位为牛顿秒,符号为Ns (4) 在理解力冲量的概念时,应注意以下几点: 冲量是一个过程量,反映的是累积疗效一段时间内的力量,所以它取决于力量和时间。 短时间内的累积疗效与长时间的小力量累积疗效是一样的。 在计算冲量时,必须清楚哪个力是哪个时间段的冲量。 根据冲量IFt的定义,只能直接求出一个恒定力的冲量,无论力的大小或方向是否发生变化,都不能直接用IFt求出力的冲量。 当力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同。 当力的方向发生变化时,冲量的方向通常根据动量定律来确定(即冲量的方向就是物体动量的变化方向) 33 变化之间的关系动量与动量的关系 动量定律 动量的变化与动量的关系 总外力的冲量等于物体动量的变化。 物理表达式如下: mv0 是物体初始状态的动量。
mv 是力作用结束时的最终动量 Page 1 动量定律反映了物体在力的冲量作用下状态发生变化的规律,是力作用的累积效应力对时间 (2) 动量定律的理解 应用要点: 动量定律的表达是一个向量公式。 应用动量定律时,必须规定,正向动量定律公式中,F为包括重力在内的所有外力作用于研究对象的合力。 它可以是恒定的力,也可以是可变的力。 当总外力为变力时,F应为作用时间内总外力的平均值。 动量定律的研究对象是单个物体或系统。 动量定律中的冲量是总外力的冲量,而不是某个力的冲量 在所研究的化学过程中,如果每个外力作用在物体上的作用时间相同,则在计算外力的冲量时,可以先算出所有外力的合力,然后除以力的作用时间。 求每个外力在动作时间内的冲量。
然后计算所有外力冲量的矢量和。 如果每个外力作用在物体上的作用时间不同,只能先计算每个外力在其作用时间内的冲量,然后计算所有外力冲量的矢量和动量定律。 是合力外力的冲量,是研究对象动量变化的原因,而不是动量形成的原因。 不能认为联合外力的冲量就是动量的变化,联合外力的冲量就是研究对象状态变化的外因。 外力的变化是外力冲量作用的必然结果。 动量定律不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观物体和高速运动。 11 of the 动量变化量的估计是一个向量。 当动量变化时,动量在pp的末尾和p的开头发生变化。 应使用平行四边形规则进行计算。 如图所示,当前状态动量和最终状态动量不在一条直线上。
动量变化由平行四边形规则计算。 动量变化的方向通常不同于初始动量和最终动量的方向。 当前动量与末动量在同一直线上时,可选择正方向,动量变化可简化为 正负号的代数运算 22 冲量估计法 冲量估计法 (1) 如果一个物体受到一个恒力,力的冲量值等于力与作用时间的乘积,冲量的方向与恒力的方向一致; 如果力是同向均匀变化的力,则力的冲量可以用平均力估算; 如果力是一般变力,则不能直接估计冲量 (2) 冲量的绝对性是因为力和时间与参考系无关,所以力 (3) 冲量估计公式IFt不仅适用用于估计某个恒力的冲量,也可以估计合力的冲量。 当根据 IFT 估计冲量时,只考虑力及其作用时间。 (4) 如果每个外力作用在物体上的冲量都在同一条直线上,则冲量的计算服从平行四边形规则。
这样选择正方向后,每个力脉冲的方向就可以用加号或减号来表示。 这时,冲量的计算可以简化为一次代数运算。 (5) 冲量是一个过程量,必须明确研究对象和作用过程,才能计算冲量,即必须明确力对于那个对象的冲量是在哪个时间段 (6) 当估算冲量,必须明确是估算分力的冲量还是合力的冲量。 如果是估计分力的冲量,必须明确是哪个分量的冲量 Ft图像下的冲量(7)的面积就是力的冲量,如图(a)所示。 如果要求出变力的冲量,仍可用“面积法”表示,如图(b)所示。 33 to law 该定律的应用 (1) 物体的动量变化p与合外力的冲量具有等效的替代关系。 两者大小、方向相等,可以相互替代。 据此:应用Ip求变力的冲量:如果物体受到大小或方向变化的力作用,则不能用Ft直接计算变力的冲量。
此时可以求出物体在力的作用下动量的变化p,等效代入力I可以用pFt求物体在恒力作用下做曲线运动的动量变化:物体在曲线运动中的速度和方向在p中,需要运用矢量计算技巧。 如果排斥力是恒力,可以求恒力的变化,求动量变化的冲量pp,等效地代替动量的变化(2)用动量定律解释相关化学要点现象。 从Ftp可知,当p一定时,排斥力F的大小与作用时间t成正比。 例如,玻璃从一定高度自由落下,落在水泥地面上,玻璃可能会碎,但如果落在垫子上,则可能会碎。 原因是玻璃的动量变化看似相同,但作用时间不同:当F为常数时,物体动量的变化与作用时间成反比。 比如图中两个物体叠放在水平的桌子上,如果用力的话,A级会很快被拉出来。
B物体几乎静止不动,当A物体被拉出时,B物体垂直下落。 (3)应用动量定律求解问题的步骤:选择研究对象; 确定化学过程及其初始和最终状态; 分析所研究的化学过程中应力的研究对象; 指定正方向,根据动量定律制定; 求解多项式,统一单位,得出结果。 Point 3. 与其他相关知识的联系和区别 11 几个数学量的区别 (1) 动量和速度的区别 动量和速度都是描述物体运动状态的数学量。 它们都是矢量,动量的方向与速度的方向相同。 速度是在运动学中,描述物体运动状态的数学量,在运动学中,只需要知道物体运动的速度,而不必知道物体的质量。 比如两个运动员跑100米,相对速度就是大小,没有考虑运动员的素质; 动量是动力学中描述物体运动状态的数学量。
它能直接反映物体在受到外力的冲量作用后的机械运动的变化。 动量与物体运动变化的冲量和原因有关。 比如一个标枪,一个篮球,以同样的速度向你滚来,你敢往哪里踢? 一? 其实就是篮球。 由于网球质量小,阻止它所需的冲力很小。 (2)动量与动能的区别及其关系。 动量是矢量,动能是标量。 改变外力合力所做的功时,动量和动能与速度相同。 它们都是描述物体运动状态的数学量,但动能是从能量的角度描述物体的状态。 物体有一定的速度,所以有一定的动量。 同时它也有一定的动能,比如:一个质量为m5kg的小球在水平地面上以10m/s的速度运动,那么它的动量和动能都是p2Ek或者又比如:两个物体A和B的质量分别为mA、mB。
而mAmB,当它们具有相同的动能时,我们从第3页知道,物体A的动量pA小于物体B的动量pB; 反之,当它们动量相同时,由Ek2m可知,物体A的动能EkA大于物体B的动能EkB (3)冲量与功的区别。 冲量是矢量,功是标量。 由IFt可知,如果有一个力,这个力一定有冲量。 由于时间t不能为零,由功的定义可知,如果有力,这个力不一定做功,如:物体落在斜坡上,斜坡对物体有冲量作用物体的支撑力,但支撑力不对物体做功; 对于做匀速圆周运动的物体,向心力对物体有冲量作用,但向心力不对物体做功; 对于水平面上静止的物体动量定理的例子及解释,重力不做功,但重力冲量在一段时间内不为零。 冲动是时间上力量的积累,工作是空间上力量的积累。 这两种累积效应可以用图中“Ft”图像和“Fs”图像上的面积来表示。
(a) 图中的曲线是作用在物体上的力F随时间t的变化曲线。 图中阴影部分的面积代表力F在时间tt2t1内的冲量。 (b)图中阴影部分的面积 面积表示力F所做的功。 22 用动量的概念来表示牛顿第二定理。 用动量的概念来表示牛顿第二定理 (1) 牛顿第二定理的动量表达式 这个公式表明排斥力F等于物体动量的变化率,即Fp是牛顿的另一种表示第二定理t(2) 动量定律与牛顿第二定律的区别与联系 运动状态变化的因果关系 牛顿第二定理反映了力与加速度的瞬时对应关系; 而动量定律反映的是在反作用力作用一段时间的过程中,合外力的冲量与物体初末态的动量变化之间的关系动量定律相对于牛顿第二定律法律。
它有其独特的优点,因为在公式中,只涉及两个状态量mv和mv0和一个过程量Ft。 对于这两种状态之间的过程,在力F作用过程中不考虑轨迹、加速度和位移,无论物体是直线运动还是曲线运动,动量定律始终是适用的。 动量定律不仅用于解决恒力持续作用下的问题,它特别适用于解决作用时间短、力小的问题。 变化和非常复杂的问题,如冲击、碰撞、反冲运动等动量定理的例子及解释,只需要知道运动物体的状态,不需要考虑中间过程的细节。 只要动量的变化有确定值,就可以用动量定律求出力或平均力,用牛顿第二定理很难解决。 因此,从某种意义上说,应用动量定律解决问题比牛顿第二定理更直接、更简单。 牛顿第二定理只适用于宏观物体的低速运动。
它不再适用于高速运动的物体和微观粒子,但动量定律是普遍适用的。 牛顿第二定律和动量定律都必须用在惯性系中。 33 动量定律与动能定律的比较动量定律与动能定律的比较Laws of Law Page 4 因果关系 F 结合 tmvmv 向量公式结合冲量动量的变化外力涉及力和时间 F 结合标量公式结合外力的功(总功) 动能的变化涉及力和位移 应用优化 四个缺失点。 四。 应用动量定律求解问题的步骤 应用动量定律求解问题的步骤 1.选择研究对象; 2、确定化学过程及其状态; 3.分析化工过程中的研究对象 4.指定正方向,根据动量定律制定; 5. 求解多项式,统一单位,得出结果。 【典型事例】 【典型事例】 类型一、基本概念的理解 类型一、基本概念的理解 例一 羽毛球是速度最快的棋类运动之一。
扣羽毛球的速度达到了342km/h。 假设球的飞行速度为90km/h,羽毛球的质量为5g。 试求羽毛球在投掷过程中的动量变化。 方向与速度变化v相同 【答】见分析 【分析】如果小球飞行的方向为正方向,则动量变化,小球的动量变化为0./s , 方向与小球飞行的方向相同 【总结升华】 (1) 由于pmv是向量,只要m的大小,v的大小,v的方向中的任意一个或几个v改变,动量p也会改变。 (2) 变化量p的动量也是一个向量,其方向与速度变化量v的方向相同。 (3)动量变化p的大小通常由初始动量减去最终动量,也称为动量增量pptp0。 这个公式是一个向量公式,如果pt,p0不在一条直线上。