化學動量知識點
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化學動量知識點篇1
全面理解動量守恒定理
定義:假如一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,這么這個系統(tǒng)的總動量保持不變,這個推論稱作動量守恒定理。動量守恒定理是自然界中最重要最普遍的守恒定理之一,它既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子;既適用于低速運動物體,也適用于高速運動物體。
動量守恒定理的適用條件:
(1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受的外力的合力為零。
(2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多。
(3)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分力為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量保持不變??分動量守恒。
注意:
(1)分辨內(nèi)力和外力。
碰撞時兩個物體之間一定有互相斥力,因為這兩個物體是屬于同一個系統(tǒng)的,它們之間的力稱作內(nèi)力;系統(tǒng)以外的物體施加的,稱作外力。
(2)在總動量一定的情況下,每位物體的動量可以發(fā)生很大變化。
比如:靜止的兩輛貨車用細線相連,中間有一個壓縮的彈簧。燒斷細線后,因為彈力的作用,兩輛貨車分別向左右運動,它們都獲得了動量,但動量的矢量和為零。
動量守恒的物理敘述方式:
(1)p=p′
即系統(tǒng)互相作用開始時的總動量等于互相作用結(jié)束時(或某中學間狀態(tài)時)的總動量。
(2)Δp=0
即系統(tǒng)的總動量的變化為零.若所研究的系統(tǒng)由兩個物體組成,則可敘述為:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(方程兩側(cè)均為矢量和)
(3)Δp1=-Δp2
即若系統(tǒng)由兩個物體組成,則兩個物體的動量變化大小相等,方向相反,此處要注意動量變化的矢量性。在兩物體互相作用的過程中,也可能兩物體的動量都減小,也可能都減少,但其矢量和不變。
動量定律與動能定律的區(qū)別:
動量定律Ft=mv2-mv1反映了力對時間的累積效應,是力在時間上的積累。為矢量,既有大小又有方向。動能定律Fs=1/2mv2-1/2mv02反映了力對空間的累積效應,是力在空間上的積累。為標量,只有大小沒有方向。
系統(tǒng)內(nèi)力只改變系統(tǒng)內(nèi)各物體的運動狀態(tài),不能改變整個系統(tǒng)的運動狀態(tài),只有外力能夠改變整個系統(tǒng)的運動狀態(tài),所以,系統(tǒng)不受或所受外力為0時,系統(tǒng)總動量保持不變.
爆燃與碰撞的比較:
(1)爆燃,碰撞類問題的共同特征是物體的互相作用忽然發(fā)生,互相作用的力為變力,作用時間很短,斥力很大,且遠小于系統(tǒng)所受的外力,故可用動量守恒定理處理。
(2)在爆燃過程中,有其他方式的能轉(zhuǎn)化為動能,系統(tǒng)的動能在爆燃后可能降低;在碰撞過程中,系統(tǒng)總動能不可能降低,通常有所減輕轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
(3)因為爆燃,碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體的位移很小,通常可忽視不計,可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理質(zhì)點動量定理的適用范圍,即作用后還從作用前的頓時的位置以新的動量開始運動。
化學動量知識點篇2
動量定律是力對時間的積累效應,使物體的動量發(fā)生改變,適用的范圍很廣,它的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系;它除了適用于恒力情形,并且也適用于變力情形,尤其在解決作用時間短、作用力大小隨時間變化的嚴打、碰撞等問題時,動量定律要比牛頓定理便捷得多,本文試從幾個角度談動量定律的應用。
[一、用動量定律解釋生活中的現(xiàn)象]
[例1]矗立放置的粉筆壓在字條的一端.要想把字條從粉筆下抽出,又要保證粉筆不倒,應當緩緩、小心地將字條抽出,還是快速將字條抽出?說明理由。
[解析]字條從粉筆下抽出,粉筆遭到字條對它的滑動磨擦力μmg作用,方向順著字條抽出的方向.不論字條是快速抽出,還是緩緩抽出,粉筆在水平方向遭到的磨擦力的大小不變.在字條抽出過程中,粉筆遭到磨擦力的作用時間用t表示,粉筆遭到磨擦力的沖量為μmgt,粉筆原先靜止,初動量為零,粉筆的末動量用mv表示.依據(jù)動量定律有:μmgt=mv。
假如平緩抽出字條,字條對粉筆的作用時間比較長,粉筆遭到字條對它磨擦力的沖量就比較大,粉筆動量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了一定的速率.因為慣性,粉筆下端還沒有來得及運動,粉筆就倒了。
假如在極短的時間內(nèi)把字條抽出,字條對粉筆的磨擦力沖量極小質(zhì)點動量定理的適用范圍,粉筆的動量幾乎不變.粉筆的動量改變得極小,粉筆幾乎不動,粉筆也不會倒下。
[二、用動量定律解曲線運動問題]
[例2]以速率v0水平拋出一個質(zhì)量為1kg的物體,若在拋出后5s未落地且未與其它物體相撞,求它在5s內(nèi)的動量的變化.(g=10m/s2)。
[解析]此題若求出末動量,再求它與初動量的矢量差,則極為繁雜.因為平拋出去的物體只受重力且為恒力,故所求動量的變化等于重力的沖量.則
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50kg·m/s。
[點評]①運用Δp=mv-mv0求Δp時,初、末速率必須在同仍然線上,若不在同仍然線,需考慮運用矢量法則或動量定律Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求沖量,F(xiàn)必須是恒力,若F是變力,需用動量定律I=Δp求解I。
[三、用動量定律解決嚴打、碰撞問題]
嚴打、碰撞過程中的互相斥力,通常不是恒力,用動量定律可只討論初、末狀態(tài)的動量和斥力的沖量,何必討論每剎那時力的大小和加速度大小問題。
[例3]蹦床是運動員在一張緊繃的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各類空中動作的運動項目.一個質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下,觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面1.8m高處.已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.4s.試求網(wǎng)對運動員的平均沖擊力.(取g=10m/s2)
[解析]將運動員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點,從高h1處下落,剛接觸網(wǎng)時速率方向向上,大小。
彈跳后抵達的高度為h2,剛離網(wǎng)時速率方向向下,大小,
接觸過程中運動員遭到向上的重力mg和網(wǎng)對其向下的彈力F.選定豎直向下為正方向,由動量定律得:。
由以上三式解得:,
代入數(shù)值得:F=1.2×103N。
[四、用動量定律解決連續(xù)流體的作用問題]
在日常生活和生產(chǎn)中,常涉及流體的連續(xù)互相作用問題,用常規(guī)的剖析技巧很難奏效.若建立柱體微元模型應用動量定律剖析求解,則曲徑通幽,“柳暗花明又一村”。
[[例4]]有一宇宙飛船以v=10km/s在太空中飛行,忽然步入一密度為ρ=1×10-7kg/m3的微隕鐵塵區(qū),假定微隕鐵塵與飛船碰撞后即附著在飛船上.欲使飛船保持原速率不變,試求飛船的推進器的推進力應減小為多少?(已知飛船的正橫截面積S=2m2)
[解析]選在時間Δt內(nèi)與飛船碰撞的微隕鐵塵為研究對象,其質(zhì)量應等于底面積為S,高為vΔt的直柱體內(nèi)微隕鐵塵的質(zhì)量,即m=ρSvΔt,初動量為0,末動量為mv.設飛船對微隕鐵的斥力為F,由動量定律得,
則按照牛頓第三定理可知,微雞血石對飛船的撞擊力大小也等于20N.因而,飛船要保持原速率勻速飛行,推動器的推力應減小20N。
[五、動量定律的應用可擴充到全過程]
物體在不同階段受力情況不同,各力可以先后形成沖量,運用動量定律,就不用考慮運動的細節(jié),可“一網(wǎng)打盡”,干凈利索。
[[例5]]質(zhì)量為m的物體靜止放到足夠大的水平桌面上,物體與桌面的動磨擦質(zhì)數(shù)為μ,有一水平恒力F作用在物體上,使之加速前進,經(jīng)t1s撤掉力F后,物體減速前進直到靜止,問:物體運動的總時間有多長?
[[解析]]本題若運用牛頓定理解決則過程較為繁雜,運用動量定律則可一氣呵成,一目了然.因為全過程初、末狀態(tài)動量為零,對全過程運用動量定律,有
故。
[六、動量定律的應用可擴充到物體系]
雖然系統(tǒng)內(nèi)各物體的運動情況不同,但各物體所受沖量之和仍等于各物體總動量的變化量。
[[例6]]質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的鐵塊通過細線連在一起,從靜止開始以加速度a在水底下沉,經(jīng)時間t1,細線破裂,金屬塊和鐵塊分離,再經(jīng)過時間t2鐵塊停止下沉,此時金屬塊的速率多大?(已知此時金屬塊還沒有見到底面.)
[[解析]]金屬塊和鐵塊作為一個系統(tǒng),整個過程系統(tǒng)遭到重力和壓強的沖量作用,設金屬塊和鐵塊的壓強分別為F浮M和F浮m,鐵塊停止時金屬塊的速率為vM,取豎直向上的方向為正方向,對全過程運用動量定律得
①
細線破裂前對系統(tǒng)剖析受力有
②
聯(lián)立①②得。
綜上,動量定量的應用十分廣泛.仔細地理解動量定律的數(shù)學意義,勤于地探究它的典型應用,對于我們深入理解有關的知識、感悟技巧,提升運用所學知識和技巧剖析解決實際問題的能力很有幫助.
化學動量知識點篇3
1、動量是矢量
其方向與速率方向相同,大小等于物體質(zhì)量和速率的乘積,即P=mv。
2、沖量也是矢量
它是力在時間上的積累。沖量的方向和斥力的方向相同,大小等于斥力的大小和力作用時間的乘積。
在估算沖量時,不須要考慮被作用的物體是否運動,斥力是何種性質(zhì)的力,也不要考慮斥力是否做功。
在應用公式I=Ft進行估算時,F(xiàn)應是恒力,對于變力,則要取力在時間上的平均值,若力是隨時間線性變化的,則平均值為
3、動量定律:
動量定律是描述力的時間積累療效的,其表示式為I=ΔP=mv-mv0式中I表示物體遭到所有斥力的沖量的矢量和,或等于合外力的沖量;
ΔP是動量的增量,在力F作用這段時間內(nèi)末動量和初動量的矢量差,方向與沖量的方向一致。
動量定律可以由牛頓運動定理與運動學公式推論下來,但它比牛頓運動定理適用范圍更廣泛,更容易解決一些問題。
4、動量守恒定理
(1)內(nèi)容:對于由多個互相作用的質(zhì)點組成的系統(tǒng),若系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和在某熱學過程中一直為零,則系統(tǒng)的總動量守恒,公式:
(2)內(nèi)力與外力:系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點的互相斥力為內(nèi)力,內(nèi)力只能改變系統(tǒng)內(nèi)某些質(zhì)點的動量,與此同時其余部份的動量變化與它的變化等值反向,系統(tǒng)的總動量不會改變。外力是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點的斥力,外力可以改變系統(tǒng)總的動量。
(3)動量守恒定理創(chuàng)立的條件
a、不受外力
b、所受合外力為零
c、合外力不為零,但F內(nèi)>>F外,諸如爆燃、碰撞等。
d、合外力不為零,但在某一方向合外力為零,則這一方向動量守恒。
(4)應用動量守恒應注意的幾個問題:
a、所有系統(tǒng)中的質(zhì)點,它們的速率應對同一參考系,應用動量守恒定理構(gòu)建方程式時它們的速率應是同一時刻的。
b、無論機械運動、電磁運動以及微觀粒子運動、只要滿足條件,定理均適用。
(5)動量守恒定理的應用步驟。
第一,明晰研究對象。
第二,明晰所研究的化學過程,剖析該過程中研究對象是否滿足動量守恒的條件。
第三,明晰初、末態(tài)的動量及動量的變化。
第四,確定參考系和座標系,最后按照動量守恒定理列多項式,求解。
化學動量知識點篇4
沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=v{p:動量(g/s),:質(zhì)量(g),v:速率(/s),方向與速率方向相同}
3.沖量:I=Ft{I:沖量(N?s),F(xiàn):恒力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定律:I=Δp或Ft=vt–v{Δp:動量變化Δp=vt–v,是矢量式}
5.動量守恒定理:p前總=p后總或p=p’′也可以是1v1+2v2=1v1′+2v2′
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔE=0{即系統(tǒng)的動量和動能均守恒}
7.非彈性碰撞Δp=0;0