动量是我们在中学阶段学习热学所接触的最后概念,虽然动量在不同人眼里有不同的角色,在老师眼里,动量早已可以说是代替了牛顿第二定理的作用,其便捷之处在于将牛顿第二定理、匀变速运动黄总的速率结合到了一起。比起牛顿运动定理,解决物体受力、变速过程中的速率、位移,更要管用。
动量的概念相比机械能而言,稍稍变得复杂了一些,由于动量本身是矢量,在考虑大小同时还须要考虑方向,考虑速率变化量的方向。因而在借助动量解题时,常常须要配合上一些几何图形。熟悉了动量的解题方式,才能很快速的解决好多力和运动的综合问题。
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速率的乘积称作动量,即p=mv。是矢量,方向与v的方向相同。两个动量相同必须是大小相等,方向一致。
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积称作该力的冲量,即I=Ft。冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定。
2.动量定律:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式动量定理知识点总结,运用它剖析问题时要非常注意冲量、动量及动量变化量的方向。
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定律的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对物体系统,只需剖析系统受的外力,毋须考虑系统内力。系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
(4)动量定律除了适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定律中的力F应该理解为变力在作用时间内的平均值。
3.动量守恒定理:一个系统不受外力或则所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
表达式:
(1)动量守恒定理创立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零。
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的磨擦力,爆燃过程中的重力等外力比起互相作用的内力来小得多,可以忽视不计。
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的份量为零,则在该方向上系统的总动量的份量保持不变。
(2)动量守恒的速率和动量具有“四性”:
①矢量性:动量与速率的方向保持一致,且动量在估算时也是根据矢量来处理,注意分辨正负区别
②瞬时性:动量是瞬时的量,随着时间变化,与机械能不同,动量的变化是因为力在时间上的积累动量定理知识点总结,与位置无关
③相对性:动量与速率相同要考虑相对的运动,也即是须要选取参考系,比如研究坐在车上的人,选择地面为参考系和选择车为参考系,所估算下来的结果是不同的,注意在这过程中,位移、力、速度都是要统一参考系
④普适性:动量定律和动量守恒定理可以说是我们这个宇宙中最普遍适用的定理之一,只要保证满足动量守恒定理的应用条件,任何物体都可以使用动量来进行研究。
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