动量和动量定理

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本章节学习几个物理概念——动量、冲量,以及一个物理定理——动量定理


在上一节探究性实验中,两个物体碰撞过程中mv之和前后是保持不变的,mv这个物理量具有特别的意义,所以在物理学中mv定义为物体的动量。

动量:物体质量与速度的乘积成为物体的动量,用字母P表示。

对动量的理解:

(1)动量是矢量,有大小,有方向,方向与速度方向相同。

(2)动量是个状态量,mv表示物体在某一时刻或某一位置的动量。

(3)动量的单位为质量与速度单位乘积,即kg.m/s

动量的变化量:物体末动量与初动量之差。(高中阶段只考虑一条直线上的动量变化量)

对动量变化量的理解:

(1)数学表达式:ΔP=mv2 — mv1=Δmv。

(2)动量变化量是矢量,有大小,有方向。

(3)计算ΔP,需要规定一个正方向,然后用物体的末动量减去初动量。

(4)ΔP的方向与Δv的方向相同,与物体某时刻的速度无关。

动能和动量的对比

(1)动能和动量都是状态量,描述物体某时刻所处的状态。

(2)动量是矢量,动能是标量。

(3)动能和动量之间的定量关系如下

(4)动量发生改变时,动能不一定发生改变;但动能发生改变时,动量一定发生改变。

冲量:力与力作用时间的乘积叫做力的冲量,用I表示I=Ft。

对冲量的理解:

(1)冲量I的单位为N/s。

(2)冲量是矢量,有大小,有方向,方向与力F的方向相同。

(3)冲量要时间的积累,是个过程量。

(4)计算冲量时,要明确那个力的冲量;如果是求合外力的冲量,F为物体所受的合外力;I=Ft只能求恒力的冲量。

动量定理物体在一个过程中动量的变化量,等于它在这个过程中所受力的冲量。(或者说合外力的冲量等于物体的动量变化量),即:

对动量定理的理解:

(1)动量定理等式左边为状态量,为物体在一个过程中的动量变化量,等式右边为过程量,为物体在一个过程中的冲量。

(2)动量定理表达式是个矢量式,运用时要规定一个正方向,一般以初速度方向为正方向。

(3)由可知,动量变化率越大,物体所受的合力就越大。

(4)动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力,如果是变力,F为平均作用力。

利用动量定理解题的常规步骤

1、明确研究对象和研究过程,研究对象一般为单个物体。

2、对所研究的物体受力分析,求出这个过程中合外力的冲量。

3、求出这个过程中物体的初末动量。

4、规定一个正方向,求出动量的变化量。

5、列出动量定理表达式求解。


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