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本章学习了几个数学概念——动量、冲量和一个数学定律——动量定律。
在上一节的探索性实验中,两个物体碰撞过程中mv之和保持不变。 数学量mv是非常有意义的,所以数学中mv被定义为物体的动量。
动量:物体的质量和速度的乘积成为物体的动量,用字母P表示。
了解动量:
(1)动量是一个有大小和方向的矢量,方向与速度方向相同。
(2)动量是一个状态量,mv表示物体在某一时刻或某一位置的动量。
(3)动量的单位是质量和速度单位的乘积,即kg.m/s
动量变化:物体的最终动量与初始动量之差。 (中学阶段只考虑直线上的动量变化)
对动量变化量的理解:
(1)物理表达式:ΔP=mv2—mv1=Δmv。
(2) 动量变化是一个有大小和方向的矢量。
(3) 为了估计ΔP,需要指定一个正方向质点动量定理表达式,然后将物体的最终动量除以初始动量。
(4) ΔP的方向与Δv的方向相同,与物体某一时刻的速度无关。
比较动能和动量
(1)动能和动量都是状态量,描述物体在某一时刻的状态。
(2) 动量是矢量,动能是标量。
(3) 动能与动量的定量关系如下
(4)动量改变时,动能不一定改变; 但当动能改变时,动量也必然改变。
冲量:力与力作用时间的乘积称为力的冲量,用I表示为I=Ft。
对套期保值量的理解:
(1) 脉冲I的单位为N/s。
(2) 冲量是一个有大小和方向的矢量,方向与力F的方向相同。
(3)冲动需要时间的积累,是一个过程量。
(4)估计冲量时,需要明确力的冲量; 若为合外力的冲量,则F为物体所受的合外力; I=Ft只能计算恒力的冲量。
动量定律:物体在某个过程中动量的变化量等于该物体在该过程中所受到的力的冲量。 (或者合外力的冲量等于物体的动量变化),即:
了解动量定律:
(1) 动量定律方程右边是状态量,即物体在过程中的动量变化,方程左边是过程量,即物体在过程中的冲量。
(2)动量定律的表达式是矢量公式,使用时应指定正方向,通常以初速度方向为正方向。
(3) 通过
可见,动量变化率越大,物体所受到的合力就越大。
(4)动量定律不仅适用于恒力,也适用于变力。 如果是变力,F就是平均斥力。
用动量定律解决问题的一般步骤
1.明确研究对象和研究过程。 研究对象通常是单一对象。
2、分析研究对象的受力情况质点动量定理表达式,找出该过程中总外力的冲量。
3、计算该过程中物体的初动量和终动量。
4. 指定一个正方向并找出动量的变化。
5. 列出动量定律表达式的解。
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动量和动量定律练习
中学数学知识点总结