動量和動量定理

2023-01-06 02:42:02 字數 4340 閱讀 8261

一.動量

1、概念:在物理學中,物體的和的乘積叫做動量。

2、定義式

3、單位

4、對動量的理解:

(1)向量性:動量的方向與方向一致。

(2)瞬時性:動量的定義式中的v指物體的瞬時速度,從而說明動量與或對應,

是狀態量或過程量)。

(3)相對性:速度具有相對性,參考係不同,就不同。

二、動量的變化量

1.定義:物體的與之向量差叫做物體動量的變化.

2.表示式

3.向量性:動量的變化量等於末狀態動量減去初狀態的動量,一維情況下,提前規定正方向,p的方向與△v的方向

4.動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量

例1、乙個質量是0.1kg的鋼球,以6m/s的速度水平向右運動,碰到乙個堅硬物後被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動(如圖),碰撞前後鋼球的動量各是多少?碰撞前後鋼球的動量變化了多少?

練習1、通過解答以下三個小題,思考動量與動能的區別。

(1)質量為2 kg的物體,速度由3 m/s增大為6m/s,它的動量和動能各增大為原來的幾倍?

(2)質量為2kg的物體,速度由向東的3 m/s變為向西的3m/s,它的動量和動能是否變化了?如果變化了,變化量各是多少?

(3)a物體質量是2kg,速度是3m/s,方向向東,b物體質量是3kg,速度是4m/s,方向向西。它們的動量之和是多少?動能之和是多少?

總結:1.動量和動能都是量(填「狀態量」或「過程量」)

2.動量是量,動能是量(標量或向量)

3.動量發生變化時,動能發生變化,動能發生變化時,動量發生變化(填一定或不一定)

4.二者的定量關係:

思考討論:以下幾種運動的動量變化情況(即動量大小,方向的變化情況)。

① 物體做勻速直線運動物體做自由落體運動

③物體做平拋運動物體做勻速圓周運動

在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠時要跳在沙坑裡;跳高時在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳,落地後雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎,汽車安裝有安全氣囊等,這樣做的目的是為了什麼呢?而在某些情況下,我們又不希望這樣,比如用鐵鎚釘釘子而不用橡皮錘。

這些現象中的原因是什麼呢?接下來我們來**其中的奧秘。

三、衝量、動量定理

推導:用動量概念表示牛頓第二定律

設乙個物體質量為m ,在恒力f 作用下,在時刻t 物體的速度為v ,經過一段時間 ,在時刻t』 物體的速度為v 』,嘗試由f=ma和運動學知識推導出力和動量變化的關係?

最終你得到的表示式為:f

物理意義:物體所受的力等於物體動量的

請結合課本,根據以上推論完成以下內容:

1、衝量與_________的乘積叫衝量。公式:i單位它反映了力的作用對_______的積累效果。

說明:①衝量是過程量,求衝量一定要明確哪乙個力在哪一段時間內的衝量。

②衝量是向量,衝量的方向不一定是力的方向,只有恒力衝量的方向才與力的方向 。

③上式只能用來計算恒力的衝量。

④力作用一段時間便有了衝量,與物體的運動狀態無關。

思考:用力去推乙個物體,一段時間後仍沒能推動。這個力的衝量為零嗎?為什麼?這個力對物體做功了嗎?又為什麼?

2、動量定理:物體在乙個過程始末的等於它在這個過程中所受力的______。

公式:ft或i

說明:①動量定理中的ft指的是的衝量

②動量定理描述的是乙個過程,它表明物體所受是物體的原因,物體動量的變化是由它受到的外力經過一段時間積累的結果.

③ft=p′-p是乙個向量式,運算應遵循若動量定理公式中各量均在一條直線上,可規定某一方向為正,根據已知各量的方向確定它們的正負,從而把向量運算簡化為代數運算.

④動量定理說明合外力的衝量與研究物件的動量增量的數值 ,方向 ,單位但不能認為合外力的衝量就是動量的增量.

⑤動量定理既適用於恒力,也適用於 .對於變力的情況, f應理解為變力在作用時間內的平均值.

四、動量定理的應用:

例2:乙個質量m=10kg的物體,以v=10m/s的速度做直線運動,受到乙個反向作用力f,經過4s,速度變為反向2m/s。這個力多大?

例3.如圖所示,固定的光滑斜面傾角為θ.質量為m的物體由靜止開始從斜面頂端滑到底端,所用時間為t.在這一過程中正確的是( )

a.所受支援力的衝量為o b.合力的衝量大小為mgt

c.所受重力的衝量大小為mgt d.動量的變化量大小為mgt

運用動量定理解題的步驟:

①確定研究物件;

②對研究物件進行受力分析,確定全部外力及作用時間;

③找出物體的初末狀態並確定相應的動量;

④如果初、末動量在同一直線上,則選定正方向,並給每個力的衝量和初末動量帶上正負號,以表示和正方向同向或反向;如果初、末動量不在同一直線上,則用平行四邊形定則求解;

⑤根據動量定理列方程求解.

練習2.若上述物體是一雞蛋m=0.05kg, h=0.8m,在下列兩種情況下,求雞蛋所受到的平均衝力?

(1)、雞蛋落在硬面上,與硬麵作用時間為t=0.01s ,則雞蛋所受到的平均衝力?

(2)、雞蛋落在軟墊上,與軟墊作用時間為t =1 s,則雞蛋所受到的平均衝力?

(3)、雞蛋落在軟墊上不易碎的原因是:( )

a、減小了雞蛋的動量 b、減小了雞蛋的動量變化

c、減小了對雞蛋的衝量 d、延長了雞蛋與接觸面的作用時間,從而減小了對雞蛋的衝力

【課堂測評】

1.下列說法正確的是

a.動量的方向一定跟物體的速度方向相同,且動量大的物體其速度一定大

b.衝量的方向一定跟對應的作用力方向相同,且衝量大對應的作用力一定大

c.物體受到的衝量方向與物體末動量的方向不一定相同

d.合外力的衝量為零,則物體所受各力的衝量均為零

2、關於物體所受衝量跟其受力情況和運動的關係,下列說法正確的是

a.物體受到的衝量越大,它的動量變化一定越快

b.物體受到的衝量越大,它的動量變化一定越大

c.物體受到的衝量越大,它受到的合外力一定越大

d.物體受到的衝量越大,它的速度變化一定越快

3、下列說法正確的是

a.根據f=p/t 可把牛頓第二定律表述為:物體動量的變化率等於它所受的力

b.力與力的作用時間的乘積叫做力的衝量,它反映了力的作用對單間的累積效應,是乙個標量

c.動量定理的物理實質與牛頓第二定律是相同的,但有時用起來更方便

d.易碎品運輸時要用柔軟材料包裝,船舷常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時間以減小作用為

4.下面的說法正確的是

a.物體運動的方向就是它的動量的方向

b.如果物體的速度發生變化,則可以肯定它受到的合外力的衝量不為零

c.如果合外力對物體的衝量不為零,則合外力一定使物體的動能增大

d.作用在物體上的合外力衝量不一定能改變物體速度的大小

5.質量為1kg的物體從離地面5m高處自由下落。與地面碰撞後。上公升的最大高度為3.2m,設球與地面作用時間為0.2s,則小球對地面的平均衝力為(g=10m/s2

a.90n b.80n c.110n d.100n

6、蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾並做各種空中動作的運動專案.乙個質量為60 kg的運動員,從離水平網面3.2 m高處自由下落,著網後沿豎直方向蹦回到離水平網面5.

0 m高處.已知運動員與網接觸的時間為1.2 s.

若把在這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理,求此力的大小.(g=10 m/s2)

7、解釋下列過程為什麼要這樣做 :

①用鐵鎚釘釘子,在鐵鎚的敲打下,釘子被釘進去;

②工廠裡,工人用沖床沖壓鋼板;

③輪船的碼頭上裝有橡皮輪胎,輪船正準備停靠碼頭的過程;

④搬運玻璃等易碎品時,箱子裡放些碎紙、刨花、泡沫塑料等;

⑤跳遠運動員跳在沙坑裡;

⑥籃球運動員接迎面飛來的籃球,手接觸到球以後,兩臂隨球後引至胸前把球接住.

動量定理的典型例題

【例1】a、b、c三個質量相等的小球以相同的初速度v0分別豎直上拋、豎直下拋、水平丟擲.若空氣阻力不計,設落地時a、b、c三球的速度分別為v1、v2、v3,則 [ ]

a.經過時間t後,若小球均未落地,則三小球動量變化大小相等,方向相同

b.a球從丟擲到落地過程中動量變化的大小為mv1-mv0,方向豎直向下

c.三個小球運動過程的動量變化率大小相等,方向相同

d.三個小球從丟擲到落地過程中a球所受的衝量最大

【例2】動量相等的甲、乙兩車,剎車後沿兩條水平路面滑行.若[ ]

a.1:1 b.1:2 c.2:1 d.1:4

【例3】某消防隊員從一平台上跳下,下落2m後雙腳觸地,接著他用雙腿彎屈的方法緩衝,使自身重心又下降了0.5m.在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力估計為[ ]

動量定理和動量守恆定律

基礎過關 1.質量是60 kg的建築工人,不慎從高空跌下,由於彈性安全帶的保護,他被懸掛起來 已知安全帶的緩衝時間是1.2 s,安全帶長5 m,取g 10 m s2,則安全帶所受的平均衝力的大小為 a 500 nb 600 nc 1100 nd 100 n 2.多選 如圖所示,乙個質量為0.2 kg...

動量定理及答案

1 因為動量定理中的衝量為研究物件所受外力的總衝量,所以必須準確地選擇研究物件,並進行全面的受力分析,畫出受力圖,如果在過程中外力有增減,還需進行多次受力分析。2 因為動量定理是向量式,而多數情況下物體的運動是一維的,所以在應用動量定理前必須建立乙個一維座標,確定正方向,並在受力圖中標出。在應用動量...

高二物理衝量和動量 動量定理練習題

衝量和動量 動量定理練習題 一 選擇題 1 在距地面h高處以v0水平丟擲質量為m的物體,當物體著地時和地面碰撞時間為 t,則這段時間內物體受到地面給予豎直方向的衝量為 2 如圖1示,兩個質量相等的物體,在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止自 下到達斜面底端的過程中,相同的物理量是 a 重力的衝量...