知识点总结
1.动量、冲量、动量定律
(1)动量:
物体的质量与速率的乘积。
即p=mv。方向与速率的方向相同,是矢量。
(2)冲量:
力和力的作用时间的乘积。
即I=Ft。方向与力的方向相同,是矢量。
(3)动量的变化量:
物体的末动量除以初动量。
即Δp=-m1v1或Δp=p2-p1。
(4)动量定律:
物体在一个过程始末的动量变化等于它在这个过程中所受合外力的冲量。
即F合·t=Δp=p′-p。
(5)动能、动量、动量变化量的比较
动量定律的理解和应用
1.对动量定律的理解
(1)适用对象:
在学校数学中,动量定律的研究对象一般为单个物体。
(2)适用范围:
动量定律除了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。不论是变力还是恒力,不论物体的运动轨迹是直线还是曲线,动量定律都适用。
(3)因果关系:
合外力的冲量是缘由,物体动量的变化量是结果。冲量反映了力对时间的积累效应,与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系。物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同,物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系。
2.动量定律的应用
(1)定性剖析有关现象
①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之力就越小。诸如,易碎物品包装箱内为防碎而放置碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物。
②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反之动量变化量就越小。诸如,杂耍中,用斧头猛击“气功师”身上的石板令其崩裂动量定理和冲量定理的关系,作用时间很短,斧头对石板的冲量很小,石板的动量几乎不变,“气功师”才不会受伤害。
(2)定量估算
①应用动量定律可以估算某力或合力的冲量,一般多用于估算变力的冲量。
②应用动量定律可以估算某一过程中的平均斥力,一般多用于估算持续作用的变力的平均大小。
③应用动量定律可以估算物体的初、末动量,尤其便捷处理物体受顿时冲量的问题。
(3)应用动量定律定量估算的通常步骤及注意事项
①选定研究对象,明晰运动过程。
②进行受力剖析,确定初、末状态的动量。
③选取正方向,列动量定律多项式求解。注意初、末态动量和冲量的正负号;Ft=Δp中Ft为合力的冲量,而不是某个力的冲量。
构建柱状模型,应用动量定律解题
对于“连续”质点系发生持续作用,质点系的动量(或其他量)连续发生变化这类问题的处理思路是:正确选定研究对象,即选定很短时间Δt内动量(或其他量)发生变化的那部份质点系作为研究对象,构建如下的“柱状模型”:在时间Δt内所选定的质点系均匀分布在以S为截面积、长为vΔt的柱体内,这部份质点系的质量为Δm=ρSvΔt,以这部份质点系为研究对象动量定理和冲量定理的关系,研究它在Δt时间内动量(或其他量)的变化情况,再依据动量定律(或其他规律)求出相关的数学量。