動量和動量定理

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本章節學習幾個物理概念——動量、沖量,以及一個物理定理——動量定理。


在上一節探究性實驗中,兩個物體碰撞過程中mv之和前后是保持不變的,mv這個物理量具有特別的意義,所以在物理學中mv定義為物體的動量。

動量:物體質量與速度的乘積成為物體的動量,用字母P表示。

對動量的理解:

(1)動量是矢量,有大小,有方向,方向與速度方向相同。

(2)動量是個狀態量,mv表示物體在某一時刻或某一位置的動量。

(3)動量的單位為質量與速度單位乘積,即kg.m/s

動量的變化量:物體末動量與初動量之差。(高中階段只考慮一條直線上的動量變化量)

對動量變化量的理解:

(1)數學表達式:ΔP=mv2 — mv1=Δmv。

(2)動量變化量是矢量,有大小,有方向。

(3)計算ΔP,需要規定一個正方向,然后用物體的末動量減去初動量。

(4)ΔP的方向與Δv的方向相同,與物體某時刻的速度無關。

動能和動量的對比

(1)動能和動量都是狀態量,描述物體某時刻所處的狀態。

(2)動量是矢量,動能是標量。

(3)動能和動量之間的定量關系如下

(4)動量發生改變時,動能不一定發生改變;但動能發生改變時,動量一定發生改變。

沖量:力與力作用時間的乘積叫做力的沖量,用I表示I=Ft。

對沖量的理解:

(1)沖量I的單位為N/s。

(2)沖量是矢量,有大小,有方向,方向與力F的方向相同。

(3)沖量要時間的積累,是個過程量。

(4)計算沖量時,要明確那個力的沖量;如果是求合外力的沖量,F為物體所受的合外力;I=Ft只能求恒力的沖量。

動量定理物體在一個過程中動量的變化量,等于它在這個過程中所受力的沖量。(或者說合外力的沖量等于物體的動量變化量),即:

對動量定理的理解:

(1)動量定理等式左邊為狀態量,為物體在一個過程中的動量變化量,等式右邊為過程量,為物體在一個過程中的沖量。

(2)動量定理表達式是個矢量式,運用時要規定一個正方向,一般以初速度方向為正方向。

(3)由可知,動量變化率越大,物體所受的合力就越大。

(4)動量定理不僅適用于恒力,也適用于變力,如果是變力,F為平均作用力。

利用動量定理解題的常規步驟

1、明確研究對象和研究過程,研究對象一般為單個物體。

2、對所研究的物體受力分析,求出這個過程中合外力的沖量。

3、求出這個過程中物體的初末動量。

4、規定一個正方向,求出動量的變化量。

5、列出動量定理表達式求解。


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