高中物理动量定理?动量定理 (1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。表达式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p 动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是变力。当合外力为变力时,F是合外力对作用时间的平均值。p为物体初动量,p′为物体末动量,那么,高中物理动量定理?一起来了解一下吧。
用动量定理解释生活中的现象
[例 1] 竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
[解析] 纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。
如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
用动量定理解曲线运动问题
[例 2] 以速度v0 水平抛出一个质量为1 kg的物体,若在抛出后5 s未落地且未与其它物体相碰,求它在5 s内的动量的变化.(g=10 m/s2)。
[解析] 此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量.则
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。
动力学的普遍定理之一。内容为物体动量的增量等于它所受合外力的
冲量
,或所有外力的冲量的矢量和。如以m表示
物体的质量
,v1、v2
表示物体的初速、
末速
,I表示物体所受的冲量,则得mv2-mv1=I。式中
三量
都为
矢量,应按矢量
运
算
;只在三量同向或反向时
,可按
代数量
运算,同向为正,反向为负,
动量定理
由
牛顿第二定律
推出,但其适用范围既包含宏观、低速物体,也适用于微观、高速物体。
推导:
将
F=ma
....
牛顿第二运动定律
带入v
=
v0
+
at
得v
=
v0
+
Ft/m
化简
得vm
-
v0m
=
Ft
把vm做为描述运动状态的量,叫动量。
(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
表达式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p
动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。它可以是
恒力
,也可以是变力。当合外力为变力时,F是合外力对作用时间的平均值。p为物体初动量,p′为物体末动量,t为合外力的作用时间。
(2)F△t=△mv是矢量式。在应用动量定理时,应该遵循
矢量运算
的平行四边表法则,也可以采用
正交分解法
,把矢量运算转化为
标量
运算。假设用Fx(或Fy)表示合外力在x(或y)轴上的分量。(或)和vx(或vy)表示物体的初速度和末速度在x(或y)轴上的分量,则
Fx△t=mvx-mvx0
Fy△t=mvy-mvy0
上述两式表明,合外力的冲量在某一
坐标轴
上的分量等于物体动量的增量在同一坐标轴上的分量。
1.动量和冲量
(1)动量:物体的质量和速度的乘积叫做动量:
P=mv
特点:
①瞬时性:动量是描述运动的状态参量.
②相对性:与参照系的选取有关.
③矢量性:与速度的方向相同.
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:
I=Ft(F为恒力)
高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量,对于变力的冲量,只能利用动量定理通过
物体的动量变化来求.
特点:
①时间性:冲量是描述力的时间积累效应的物理量,它与时间相对应.
注意:冲量和功不同.恒力在一段时间内可能不做功,但一定有冲量
②绝对性:与参照系的选取无关.
③矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同).如果力
的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同.
2.动量定理
(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.即
I=ΔP或F•t =mv2-mvl
(2)说明:
①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度,给出
了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系.动量定理中的等号(=),表明合
外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相等,方向一致,单位相同,但绝不能认为合外力
的冲量就是动量的增量.
②动量定理的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和).
合外力冲量的求法:
①合外力与时间的乘积;
②各力冲量的矢量和:尤为适用各段运
动受力不同时.合外力包括重力,可以是恒力,也可以是变力.当合外力为变力时,
F应该是合外力对作用时间的平均值.
③现代物理学把合力定义为物体动量的变化率:
F=ΔP/Δt(牛顿第二定律的动量形式).
④动量定理的表达式是矢量式,动量变化的方向与合外力冲量方向一致.在一维的情况
下,各个矢量必须以同一个规定的正方向表示.
动量定理中ΔP= mv2-mvl 是研究对象的动量增量,式中“一”号是运算符号,与正方向的选取无关.
⑤研究对象可为单个物体或系统,研究过程可包括多段过程.
3.动量和动能的关系
p²=2mEk
动量定理
(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
表达式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p
动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是变力。当合外力为变力时,F是合外力对作用时间的平均值。p为物体初动量,p′为物体末动量,t为合外力的作用时间。
(2)F△t=△mv是矢量式。在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边表法则,也可以采用正交分解法,把矢量运算转化为标量运算。假设用Fx(或Fy)表示合外力在x(或y)轴上的分量。(或)和vx(或vy)表示物体的初速度和末速度在x(或y)轴上的分量,则
Fx△t=mvx-mvx0
Fy△t=mvy-mvy0
上述两式表明,合外力的冲量在某一坐标轴上的分量等于物体动量的增量在同一坐标轴上的分量。在写动量定理的分
系统合外力为0,动量守恒:mvo=(M+m)v
所以v=0.75m/s
总机械能损失:E=mv0^2/2-(M+m)v^2/2=3.375J
摩擦产生的热:Q=2f△s=2μmgL=3J
所以碰撞过程中能量损失为E-Q=0.375J
以上就是高中物理动量定理的全部内容,弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度方向向上,大小,接触过程中运动员受到向下的重力mg和网对其向上的弹力F.选取竖直向上为正方向,由动量定理得: 。由以上三式解得:,代入数值得: F=1.2×103 N。