高中学习助手小程序(点击进入)
知识点总结
1. 动量、冲量和动量定理
(1)动量:
物体的质量与速度的乘积。
即p=mv,其方向与速度相同,是一个矢量。
(2)冲动:
力与力作用的时间的乘积。
即I=Ft,方向与力的方向相同,为矢量。
(3)动量变化:
物体的最终动量减去其初始动量。
即Δp=-m1v1或Δp=p2-p1。
(4)动量定理:
物体在一个过程开始和结束时的动量变化量,等于该物体在此过程中所受外力总冲量的冲量。
即·t=Δp=p′-p。
(5)动能、动量、动量变化的比较
动量定理的理解和应用
1. 动量定理的理解
(1)适用对象:
在高中物理中,动量定理的研究对象通常是一个单个物体。
(2)适用范围:
动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观物体的高速运动;动量定理既适用于变力,也适用于恒力;既适用于物体的直线运动轨迹,也适用于物体的曲线运动轨迹。
(3)因果关系:
外力合力的冲量是原因,物体动量的变化是结果。冲量反映的是力随时间的累积作用,与物体的初、终动量或某一时刻的动量没有必然联系。物体动量的变化方向与合力冲量的方向相同,某一时刻物体动量的方向与合力冲量的方向没有必然联系。
2. 动量定理的应用
(1)相关现象的定性分析
①当物体的动量变化一定时,力作用的时间越短,力越大,反之亦然。例如,为了防止易碎物品破碎,在包装箱内放置碎纸、木屑、塑料泡沫等填充物。
②当力一定时,力作用时间越长高中物理 动量与冲量,动量变化越大,反之则越大。例如杂耍时,用锤子敲打“气功师”身上的石板,使石板碎裂。作用时间很短,锤子对石板的冲量很小,石板的动量几乎不变高中物理 动量与冲量,所以“气功师”不会受到伤害。
(2)定量计算
① 动量定理可用来计算某一力或合力的冲量,通常用来计算变力的冲量。
②动量定理可用来计算一个过程中的平均力,通常用来计算一个连续作用的变力的平均大小。
③动量定理可以用来计算物体的初动量和终动量,这对于处理物体受到瞬时冲击的问题特别方便。
(3)利用动量定理进行定量计算的一般步骤及注意事项
①选定研究对象,明确运动过程。
② 进行受力分析,确定初始状态和最终状态的动量。
③选取正方向,解动量定理方程。注意初、终动量和冲量的正负符号;在Ft=Δp中,Ft是合力的冲量,而不是某一力的冲量。
建立圆柱模型并应用动量定理解决问题
处理诸如对“连续”粒子体系施加连续作用,粒子体系动量(或其他量)连续变化等问题的思路是:正确选择研究对象,即选取粒子体系中动量(或其他量)在极短时间Δt内发生变化的那一部分作为研究对象,建立如下的“柱模型”:在时间Δt内选取的粒子体系均匀分布在横截面积为S、长度为vΔt的柱体中。这部分粒子体系的质量为Δm=ρSvΔt。以这部分粒子体系为研究对象,研究其动量(或其他量)在时间Δt内的变化情况,再根据动量定理(或其他定律)计算出有关物理量。