知識點總結
1.動量、沖量、動量定律
(1)動量:
物體的質量與速率的乘積。
即p=mv。方向與速率的方向相同,是矢量。
(2)沖量:
力和力的作用時間的乘積。
即I=Ft。方向與力的方向相同,是矢量。
(3)動量的變化量:
物體的末動量除以初動量。
即Δp=-m1v1或Δp=p2-p1。
(4)動量定律:
物體在一個過程始末的動量變化等于它在這個過程中所受合外力的沖量。
即F合·t=Δp=p′-p。
(5)動能、動量、動量變化量的比較
動量定律的理解和應用
1.對動量定律的理解
(1)適用對象:
在學校數學中,動量定律的研究對象一般為單個物體。
(2)適用范圍:
動量定律除了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。不論是變力還是恒力,不論物體的運動軌跡是直線還是曲線,動量定律都適用。
(3)因果關系:
合外力的沖量是緣由,物體動量的變化量是結果。沖量反映了力對時間的積累效應,與物體的初、末動量以及某一時刻的動量無必然聯系。物體動量變化的方向與合力的沖量的方向相同,物體在某一時刻的動量方向與合力的沖量的方向無必然聯系。
2.動量定律的應用
(1)定性剖析有關現象
①物體的動量變化量一定時,力的作用時間越短,力就越大,反之力就越小。諸如,易碎物品包裝箱內為防碎而放置碎紙、刨花、塑料泡沫等填充物。
②作用力一定時,力的作用時間越長,動量變化量越大,反之動量變化量就越小。諸如,雜耍中,用斧頭猛擊“氣功師”身上的石板令其崩裂動量定理和沖量定理的關系,作用時間很短,斧頭對石板的沖量很小,石板的動量幾乎不變,“氣功師”才不會受傷害。
(2)定量估算
①應用動量定律可以估算某力或合力的沖量,一般多用于估算變力的沖量。
②應用動量定律可以估算某一過程中的平均斥力,一般多用于估算持續作用的變力的平均大小。
③應用動量定律可以估算物體的初、末動量,尤其便捷處理物體受頓時沖量的問題。
(3)應用動量定律定量估算的通常步驟及注意事項
①選定研究對象,明晰運動過程。
②進行受力剖析,確定初、末狀態的動量。
③選取正方向,列動量定律多項式求解。注意初、末態動量和沖量的正負號;Ft=Δp中Ft為合力的沖量,而不是某個力的沖量。
構建柱狀模型,應用動量定律解題
對于“連續”質點系發生持續作用,質點系的動量(或其他量)連續發生變化這類問題的處理思路是:正確選定研究對象,即選定很短時間Δt內動量(或其他量)發生變化的那部份質點系作為研究對象,構建如下的“柱狀模型”:在時間Δt內所選定的質點系均勻分布在以S為截面積、長為vΔt的柱體內,這部份質點系的質量為Δm=ρSvΔt,以這部份質點系為研究對象動量定理和沖量定理的關系,研究它在Δt時間內動量(或其他量)的變化情況,再依據動量定律(或其他規律)求出相關的數學量。