恒力F的冲量由I=Ft直接确定,而变力的冲量一般由动量定理或Ft图与横轴之间的面积确定。
2、动量——求解动量和动量变化的方法。
要找到动量的变化,请使用平行四边形规则或动量定理。
3.动量定理:
应用动量定理解决问题的思路和一般步骤是:
10、明确研究对象和物理过程; 20、分析研究对象在运动过程中受到的力;
30 选择正方向并通过运动过程中的两种状态确定物体的动量; 40 根据动量定理建立方程并求解它们。
总结:三问法应用了动量定理:
询问是否可以使用(涉及力、时间和速度变化的问题,而不是加速度和位移)
第二个问题是研究对象和过程; 第三个问题是关于动量的变化和合冲量。
动量定理题型分析
①.相关现象的定性解释
②简单解决多进程问题。
③.解决平均力问题
注:动量定理既适用于恒力作用下的问题,也适用于变力作用下的问题。 如果是变力作用下的问题,则动量定理计算出的力是t时间内的平均值。
④. 解决流体问题
注:为了处理流体(如水、空气、高压气体等)冲击物体表面产生冲量(或压力)的问题,可以说动量定理为解决这一类问题的关键是选择好研究对象。 一般选择在极短时间Δt内撞击物体表面的流体作为研究对象。
⑤. 将动量定理应用到系统中。
系统的动量定理是,系统上净外力的冲量等于系统总动量的变化。 如果将系统上的各外力和系统中各物体的速度沿正交坐标系的x轴和y轴分解,则系统动量定理的数学表达式为:
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对于不需要求解系统内物体间相互作用力的问题,利用系统动量定理将使求解简单、过程清晰。
动量守恒定律的理解和应用(1)理解动量守恒定律成立的条件。
理解(1):系统不受外力作用或虽然受外力作用但总外力为零,系统动量守恒。
理解(2):外力对系统的合力不为零,但某一方向的分力为零,则系统在该方向的总动量守恒。
理解(3):外力对系统的合力不为零,但合外力远小于物体之间的相互作用力。 这种情况也可以被认为是系统动量守恒。
(2)动量守恒定律的四个性质
(1)系统性:研究对象是由相互作用的对象组成的系统。 守恒条件是系统不受外力作用或者外力合力为零。 “系统总动量不变”不仅意味着系统在第一时刻和最后时刻的总动量相等,而且还意味着系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等。 然而,不能认为系统中的每个时刻都是平等的。 物体的动量保持不变。
(2) 矢量性
动量守恒定律是一个矢量表达式。 当系统中物体相互作用前后的速度在同一直线上时,应用动量守恒时,必须先指定正方向,并将矢量运算简化为带正负号的代数运算。
(3) 相对性和同时性
在动量守恒定律中,物体的速度必须相对于同一惯性参考系。 如果问题设置条件下各物体的速度不是相对于同一惯性系,则必须进行适当的变换,使其成为同一惯性系的速度,然后才能代入公式计算。 改变相对速度时,要注意速度变化的同时性。
(4)即时性
所谓瞬时性,是指在应用动量守恒定律时,要注意:系统的总动量是指系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量矢量和,相互作用后,还应指系统中各物体在同一时刻的动量矢量和。 动量向量和。
(三)动量守恒定律问题分析 1、能否根据动量守恒定律判断系统动量是否守恒? 2、能够根据动量守恒定律解决“二进一”和“一进二”问题。
“二合一”问题:两个速度不同的物体相互作用,最终达到相同的速度。
“一分为二”问题:两个物体以相同的初速度移动,但由于相互作用,它们分开并以不同的速度移动。
3.能够利用动量守恒定律解决“载人模型”问题
两个物体都处于静止状态。 当两个物体相互作用而不受外力作用时,系统的动量守恒。 此类问题的特点:两个物体同时移动和停止。
4、能够分析并解决“三体交互过程”问题
所谓“三体二次相互作用”问题是指系统由三个对象组成动量守恒定律计算题20道,但三个对象之间存在两种不同的相互作用过程。 要回答这类问题,我们必须了解这种二次交互过程的特点。 涉及多少个对象? 是一个短期的行动过程还是一个持续的行动过程? 每个流程遵循什么规则? 通过明确上述问题,我们可以针对不同的物理过程选择合适的定律来求解方程组。
5、能够分析并解决“二体交互过程”问题
所谓“二体三作用”问题,是指系统由两个对象组成,但这两个对象却具有三种不同的交互过程。 解决这类问题的关键是正确划分三种不同的物理过程,了解这些过程的特点,并应用相应的规则和方程来解决相应过程的问题。
6、碰撞、爆炸和反冲
1、碰撞问题:
(1)碰撞是指相对运动的物体相遇并在很短的时间内运动状态发生显着变化的过程。
(2)碰撞是物体之间突然发生的现象。 由于相互作用时间极短,相互作用力远大于外力。 因此动量守恒定律计算题20道,在碰撞过程中,系统的动量守恒。
(3)两个物体发生碰撞通常有以下三种情况:
① 两个物体碰撞后,合并成一个整体,并以一定的共同速度运动,称为完全非弹性碰撞。 在这种类型的碰撞中,动能损失最大,即最大量的动能转化为其他形式的能量。
②两个物体碰撞后,没有动能损失,称为完全弹性碰撞。 当两个质量相等的物体弹性碰撞时,会发生速度交换。 这是一个非常有用的结论。
③ 两个物体碰撞后虽然分离,但动能消失,称为不完全弹性碰撞。
7. 判断碰撞结果的三个原则
①动量守恒,即P1+P2=P1'+P2'
②动能不增加,即EK1+EK2≥EK1'+EK2'或
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③速度必须符合的场景:如果碰撞前的两个物体同向运动,则后面物体的速度必须大于前面物体的速度,否则无法实现碰撞。 碰撞后,前面物体的速度必须增加,并且前面物体的速度必须大于或等于后面物体的速度,否则碰撞不会结束。
如果两个物体在碰撞前是相向运动的,则碰撞后两个物体的运动方向不可能改变,除非碰撞后两个物体的速度为零。
8、爆炸问题:
(1) 爆炸物体爆炸后分裂成多个物体。 爆炸瞬间产生的内力一般远大于外力。 因此,系统的总动量在爆炸前后立即守恒。 可以应用动量守恒定律来解决这个问题。
(2)在碰撞、爆炸等问题中,相互作用力是变力,力的变化规律非常复杂,无法用牛顿运动定律解决。 然而,当用动量守恒定律求解时,只需要考虑过程的开始和结束状态。 这就是利用动量守恒定律解决问题而无需考虑过程具体细节的优点。
9.反冲运动
(1)系统中,当一个物体(或系统的一部分)向某一方向运动时,系统的另一个物体(或系统的另一部分)同时向相反方向运动的现象称为反冲运动。
(2)系统中物体之间作用力和反作用力的强烈冲量是产生后坐运动的根本原因,如发射炮弹时枪身后退,火箭因快速向下喷射而被发射到空中空气等
(3)在反冲运动中,如果系统不受外力作用或者外力远小于系统中物体之间的相互作用力,则可以利用动量守恒定律来分析和解决问题。
10.:能够运用动量守恒定律和能量守恒定律解决“相对滑动”问题
解决动力学问题一般有以下三种方法:
(1)牛顿第二定律及运动学公式(从力的角度);
(2)动量定理和动量守恒定律(动量视角);
(3)动能定理、机械能量守恒定律、函数关系、能量转换与守恒定律(能量视角)。 以上三个视角俗称解决机械问题的三把“金钥匙”。 如何合理选择解决动态问题的三把“金钥匙”,是教师教学的难点。 然而,你可以使用三把“金钥匙”分别解决一个问题。 通过比较,你就会知道如何选择解决动力学问题的三把“金钥匙”,从而提高你分析问题、解决问题的能力。
11.能够根据图像分析和推理回答相关问题。 12.能够运用数学方法解决物理问题。
物理学中常用的归纳法是不完全归纳法,它是解决复杂问题的有效方法,常与数列、极限等其他数学知识结合起来。