第2节 动量和动量定理
1.理解动量和动量的变化及其矢量性。 2.理解冲量的概念并会进行相关的简单计算。 3.理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理解释有关现象,会用动量定理解决实际问题。
一、动量和动量的变化量 1.动量
01质量和□02速度的乘积。 (1)定义:物体的□03p=mv。 (2)表达式:□04千克·米/秒,符号:□05kg·m/s。 (3)单位:□06速度的方向相同,运算遵守□07平行四边形定则。 (4)矢量性:方向与□2.动量的变化量
08末动量与□09初动量的矢量差,(1)定义:物体在某段时间内□动量的变化量也是矢量,Δp10p′-p(矢量式)。 =□(2)动量矢量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用11代数运算(此时的正、负号仅代表方向,不带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为□代表大小)。
二、动量定理 1.冲量
01时间的乘积。 (1)定义:力与力的作用□02F(t′-t)。 (2)表达式:I=□(3)单位:牛顿·秒,符号N·s。
03力的方向相同。 (4)方向:恒力冲量的方向与□2.动量定理
04动量变化量等于它在这个过程中所受□05力的冲量。 (1)内容:物体在一个过程始末的□
06mv′-mv=F(t′-t)或□07p′-p=I。 (2)公式:□判一判
(1)一个力的冲量不为零,则该力一定做功。( )
(2)用一水平力拉物体,物体未动,是因为合外力的冲量为零。( ) (3)物体动量变化越大,合外力越大。( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× 想一想
(1)静止在水平桌面上的物体,在时间t内重力的冲量等于0吗? 提示:时间t内重力的冲量为Gt,不等于0。
(2)跳高比赛时,运动员落地处要放很厚的垫子,你知道这是为什么吗?
提示:人落到垫子上比直接落在地面上速度减为0所需的时间更长,即在动量变化相同的情况下,人落在垫子上受到的冲击力较小,从而对运动员起到保护作用。
课堂任务 动量的理解
1.动量是状态量:计算动量时,要明确是哪一个物体在哪一个时刻(状态)的动量。公式
p=mv中的速度v是瞬时速度。
2.动量是矢量:动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。如果物体在一条直线上运动,可以选定一个正方向,将动量的矢量运算转化为代数运算。
3.动量具有相对性:物体的动量与参考系的选择有关。选不同的参考系时,同一个物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量。
4.动量的变化量也是矢量:Δp=p′-p=mΔv为矢量表达式,其方向与Δv的方向相同,运算遵循平行四边形定则。如果物体在一条直线上运动,分析计算Δp以及判断Δp的方向时,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算。
5.动量与速度的联系与区别
(1)联系:p=mv,动量和速度都是描述物体运动状态的矢量,且二者方向相同。 (2)区别:动量是从动力学角度描述物体运动状态的,它描述了运动物体能够产生的效果,而速度是从运动学角度描述物体运动状态的。
6.动量与动能的联系与区别
(1)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,速度不太大时(远小于光在真空
p2
中的速度)它们之间数值的关系是:Ek=或p=2mEk。
2m(2)区别:动量从物体运动的作用效果描述物体的状态,而动能从能量的角度描述物体的状态;动量是矢量,而动能是标量。
例1 (多选)关于动量和动能,下列说法正确的是( ) A.物体的动能发生变化,其动量一定变化 B.物体的动量发生变化,其动能一定变化 C.物体的动能发生变化,其动量可能不变 D.物体的动量发生变化,其动能可能不变
(1)物体动能的决定因素是什么?速度
变化时,动能一定会变化吗?
提示:动能的大小由质量和速度大小共同决定,与速度方向无关;速度方向变化时,速度大小不一定变化,故动能不一定变化。
(2)物体动量的决定因素是什么?速度变化时,动量一定会变化吗?
提示:动量由质量和速度共同决定;无论速度大小还是方向发生变化,动量都会变化。 [规范解答] 动量是矢量,动能是标量。如果引起动量变化的原因只是物体运动方向的变化,物体的速率不变,则物体的动能就不变,D正确。若物体的动能发生了变化,说明物体速度大小发生了变化,所以其动量一定也发生变化,A正确。
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