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知識點總結
1. 動量、沖量和動量定理
(1)動量:
物體的質量與速度的乘積。
即p=mv,其方向與速度相同,是一個矢量。
(2)沖動:
力與力作用的時間的乘積。
即I=Ft,方向與力的方向相同,為矢量。
(3)動量變化:
物體的最終動量減去其初始動量。
即Δp=-m1v1或Δp=p2-p1。
(4)動量定理:
物體在一個過程開始和結束時的動量變化量,等于該物體在此過程中所受外力總沖量的沖量。
即·t=Δp=p′-p。
(5)動能、動量、動量變化的比較
動量定理的理解和應用
1. 動量定理的理解
(1)適用對象:
在高中物理中,動量定理的研究對象通常是一個單個物體。
(2)適用范圍:
動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運動,也適用于微觀物體的高速運動;動量定理既適用于變力,也適用于恒力;既適用于物體的直線運動軌跡,也適用于物體的曲線運動軌跡。
(3)因果關系:
外力合力的沖量是原因,物體動量的變化是結果。沖量反映的是力隨時間的累積作用,與物體的初、終動量或某一時刻的動量沒有必然聯系。物體動量的變化方向與合力沖量的方向相同,某一時刻物體動量的方向與合力沖量的方向沒有必然聯系。
2. 動量定理的應用
(1)相關現象的定性分析
①當物體的動量變化一定時,力作用的時間越短,力越大,反之亦然。例如,為了防止易碎物品破碎,在包裝箱內放置碎紙、木屑、塑料泡沫等填充物。
②當力一定時,力作用時間越長高中物理 動量與沖量,動量變化越大,反之則越大。例如雜耍時,用錘子敲打“氣功師”身上的石板,使石板碎裂。作用時間很短,錘子對石板的沖量很小,石板的動量幾乎不變高中物理 動量與沖量,所以“氣功師”不會受到傷害。
(2)定量計算
① 動量定理可用來計算某一力或合力的沖量,通常用來計算變力的沖量。
②動量定理可用來計算一個過程中的平均力,通常用來計算一個連續作用的變力的平均大小。
③動量定理可以用來計算物體的初動量和終動量,這對于處理物體受到瞬時沖擊的問題特別方便。
(3)利用動量定理進行定量計算的一般步驟及注意事項
①選定研究對象,明確運動過程。
② 進行受力分析,確定初始狀態和最終狀態的動量。
③選取正方向,解動量定理方程。注意初、終動量和沖量的正負符號;在Ft=Δp中,Ft是合力的沖量,而不是某一力的沖量。
建立圓柱模型并應用動量定理解決問題
處理諸如對“連續”粒子體系施加連續作用,粒子體系動量(或其他量)連續變化等問題的思路是:正確選擇研究對象,即選取粒子體系中動量(或其他量)在極短時間Δt內發生變化的那一部分作為研究對象,建立如下的“柱模型”:在時間Δt內選取的粒子體系均勻分布在橫截面積為S、長度為vΔt的柱體中。這部分粒子體系的質量為Δm=ρSvΔt。以這部分粒子體系為研究對象,研究其動量(或其他量)在時間Δt內的變化情況,再根據動量定理(或其他定律)計算出有關物理量。