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文檔簡介
動量和動量定理生活中的這些現(xiàn)象都是什么原理呢?
FFFFFFFFv=v0v=vt————F作用了時間t————
質量為M的物體在水平恒力F的作用下,經過時間t,速度由v0變?yōu)関t,F(xiàn)Fv=v0v=vt———
F作用了時間t———分析:由牛頓第二定律知:F=m
a而加速度:整理得:一:沖量(3)要注意的是:沖量和功不同。恒力在一段時間內可能不作功,但一定有沖量。1.沖量:定義—力和作用時間的乘積。2.定義式:I=Ft(1)沖量是矢量:方向和力的方向相同(2)沖量是描述力的時間積累效應的物理量,是過程量,它與時間相對應解析:重力為恒力,可直接用定義式求解則:I=mgt=100Ns例2.如圖,物體原先靜止,在恒力F1、F2分別作用t1、t2,求物體受F1、F2的合沖量。F1F2例1.平拋一質量m=2Kg的物體,經t=5s,重力的沖量沖量的計算要明確求哪個力的沖量,還是物體的合外力的沖量。I=Ft只能求恒力的沖量。分析:整過程作用力為變力,但可以分兩段求解,則每段為恒力,可用定義式求解,且F1、F2在一條直線上,可用代數(shù)求和。I合=F1t1+F2t2.若兩力方向相反呢?分析:力隨t變化,是變力,不能采用定義式求解。圖像法:以t為橫軸,F(xiàn)為縱軸建立坐標系。則圖線與時間軸圍成的面積,表示一段時間內的沖量。tFF=Kt1t1I=Kt12/2t/sF/N86I=24Ns例3.物體受F=Kt作用,求t1時間內的沖量。是狀態(tài)量。二、動量1、概念:在物理學中,物體的質量m和速度v的乘積叫做動量。2、定義式:p=mv3、單位:千克米每秒,符號是kg·m/s4、對動量的理解:(2)瞬時性(1)矢量性方向與瞬時V方向同。(3)相對性物體的動量與參照物的選擇有關。中學階段常以地球為參考系。動量和動能的關系1.動量和動能都是描述物體運動過程中某一時刻的狀態(tài)2.動量是矢量,動能是標量3.定量關系動量發(fā)生變化速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動能改變動能改變動能不變動量發(fā)生變化時,動能不一定發(fā)生變化,動能發(fā)生變化時,動量一定發(fā)生變化試討論以下幾種運動的動量變化情況。物體做勻速直線運動物體做自由落體運動物體做平拋運動物體做勻速圓周運動動量大小、方向均不變動量方向不變,大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變,大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變,大小不變三、動量的變化1.定義:物體的末動量與初動量之矢量差叫做物體動量的變化.2.表達式:△P=m·△v.說明:①動量的變化等于末狀態(tài)動量減初狀態(tài)的動量,其方向與△v的方向相同.②動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量.例1、一個質量是0.1kg的鋼球,以6m/s的速度水平向右運動,碰到一個堅硬物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動(如圖),碰撞前后鋼球的動量各是多少?碰撞前后鋼球的動量變化了多少?動量變化的求解方法物體在同一條直線上運動,先取正方向,把矢量運算轉化為代數(shù)運算,連同正負號一起代入。解:取小球初速度方向為正方向初動量:P=mv即P=0.1×6kg·m/s=0.6kg·m/s末動量:P′=mv′即P′=0.1×(-6)kg·m/s=-0.6kg·m/s故動量變化為:ΔP=P′-P
ΔP=0.6kg·m/s—(-0.6kg·m/s)
ΔP=-1.2kg·m/s“﹣”表示力的方向與正方向相反即ΔP方向水平向左。1v′例2、一質量為0.5kg的木塊以10m/s速度沿傾角為300的光滑斜面向上滑動(設斜面足夠長),求木塊在1s末的動量和3s內的動量變化量的大小?(g=10m/s2)v0300解析:設斜向上的速度為正1.初動量P0=mV0=5Kg.m/s2.加速度a=gsin300=5m/s2.斜向下。1s末的速度V1=V0-at1=5m/s。動量P1=mV1=2.5Kg.m/s動量變化量△P1=P1-P0=-2.5Kg.m/s。大小為2.5kg·m/s3)3s末的速度V2=V0-at2=-5m/s,動量P2=mV2=-2.5Kg.m/s動量變化量△P2=P2-P0=-7.5Kg.m/s,大小為7.5kg·m/s四、動量定理(可求I、F、P、t、△P)動量定理:物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化即I=ΔpF合·Δt=mv′-mv=Δp⑴動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因,沖量是物體動量變化的量度。這里所說的沖量必須是物體所受的合外力的沖量。(與動能定理比較)⑵動量定理給出了沖量(過程量)和動量變化(狀態(tài)量)間的互求關系。⑷動量定理的表達式是矢量式。在一維的情況下,各個矢量必須以同一個規(guī)定的方向為正。⑶實際上現(xiàn)代物理學把力定義為物體動量的變化率:F合=Δp/Δt(這也是牛頓第二定律的動量形式)對動量定理的進一步認識1.動量定理中的方向性公式Ft=p/一P=△p是矢量式,合外力的沖量的方向與物體動量變化的方向相同。合外力沖量的方向可以跟初動量方向相同,也可以相反。例題:一個質量為0.18kg的壘球,以25m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后,反向水平飛回,速度的大小為45m/s。設球棒與壘球的作用時間為0.01s,球棒對壘球的平均作用力有多大?在實際中我們常遇到變力作用的情況,比如用鐵錘釘釘子,球拍擊乒乓球等,釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用,則該恒力就叫變力的平均值。
解:取壘球飛向球棒時的方向為正。壘球的初動量為:P=mv=0.18×25kgm/s=4.5kgm/s壘球的末動量為:P’=mv’=-0.18×45kgm/s=-8.1kgm/s由動量定理可得壘球所受的平均力為:F=(P’-P)/t=(-8.1-4.5)/0.01N=-1260N
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