1. 動(dòng)量和沖動(dòng)
(1)動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積稱為動(dòng)量,即p=mv。 是與 v 方向相同的向量。要使兩個(gè)動(dòng)量相同,它們的大小和方向必須相等。
(2)沖量:力與力作用時(shí)間的乘積稱為力的沖量,即I=Ft。 沖量也是矢量,其方向由力的方向決定。
★★2. 動(dòng)量定理:作用在物體上的凈外力的沖量等于其動(dòng)量的變化。 表達(dá)式:Ft=p′-p 或 Ft=mv′-mv
(1) 上式是向量公式。 用它分析問題時(shí),要特別注意沖量的方向、動(dòng)量和動(dòng)量的變化。
(2) 式中F為包括重力在內(nèi)的所有外力對(duì)研究對(duì)象的合力。
(3)動(dòng)量定理的研究對(duì)象可以是單個(gè)對(duì)象動(dòng)量定理公式,也可以是對(duì)象系統(tǒng)。 對(duì)于對(duì)象系統(tǒng),只需要分析系統(tǒng)的外力,而不需要考慮系統(tǒng)的內(nèi)力。 系統(tǒng)內(nèi)力的作用并不改變整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量。
(4)動(dòng)量定理不僅適用于常量力,也適用于隨時(shí)間變化的力。 對(duì)于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)該理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。
★★★3。 動(dòng)量守恒定律:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力作用或者外力之和為零,則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動(dòng)量守恒定律成立的條件
① 系統(tǒng)不受外力作用或外力對(duì)系統(tǒng)的合力為零。
②雖然外力對(duì)系統(tǒng)的合力不為零,但系統(tǒng)的外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力。 例如,碰撞問題中的摩擦力、爆炸時(shí)的重力等外力都比相互作用的內(nèi)力小得多,可以忽略不計(jì)。 排除。
③雖然外力對(duì)系統(tǒng)的合力不為零,但其在某一方向的分力為零,則系統(tǒng)總動(dòng)量在該方向的分力保持不變。
(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四個(gè)性質(zhì)”:①矢量性質(zhì); ②瞬時(shí)財(cái)產(chǎn); ③相對(duì)論; ④普遍性。
4、爆炸、碰撞
(1)爆炸和碰撞問題的共同特點(diǎn)是物體之間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力,因此可以處理由動(dòng)量守恒定律。
(2)爆炸過程中,其他形式的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 爆炸后系統(tǒng)的動(dòng)能會(huì)增加。 碰撞過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)能不會(huì)增加,一般會(huì)減少并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
(3)由于爆炸和碰撞問題的動(dòng)作時(shí)間很短,動(dòng)作過程中物體的位移很小,一般可以忽略不計(jì)。 行動(dòng)過程可以簡(jiǎn)化為理想化過程。 也就是說,在動(dòng)作之后,它從動(dòng)作之前的位置開始以新的動(dòng)量移動(dòng)。
5、反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指當(dāng)系統(tǒng)中的某些物體在系統(tǒng)內(nèi)力的作用下動(dòng)量定理公式,其動(dòng)量向某一方向改變時(shí),系統(tǒng)中其余物體向相反方向改變動(dòng)量的現(xiàn)象。 噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的例子。 顯然,在反沖現(xiàn)象中,系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。