高二物理沖量動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高二物理沖量動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
沖量、動(dòng)量定理不僅是中學(xué)物理學(xué)中必修部分的主要內(nèi)容,也是大學(xué)理工科學(xué)生普通物理學(xué)中的重要內(nèi)容。那么你對沖量動(dòng)量了解多少呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高二物理沖量動(dòng)量知識(shí)點(diǎn),請認(rèn)真復(fù)習(xí)!
高二物理沖量動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
一、沖量的定義
由F=ma,a=△v/△t,設(shè)△v=v1-v2,△t=t1-t2可得
mv1-mv2=Ft 即可說:物體所受合外力的沖量就是該物體的動(dòng)量變化量、沖量是描述力對物體作用的時(shí)間累積效應(yīng)的物理量。力的沖量是一個(gè)過程量。在談及沖量時(shí),必須明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間上的沖量。
例題分析
例:質(zhì)量為3千克的甲、乙兩物體,甲物體以初速10米/秒自30米高處斜向上拋出,乙物體自足夠大的光滑曲面無初速下滑,試比較甲、乙兩物體2秒內(nèi)所受重力沖量的大小。
分析和解:重力是恒力,故重力在2秒內(nèi)的沖量I=mgt=3×10×2牛、秒=60牛、秒,方向豎直向下。
重力的沖量只與重力的大小和作用時(shí)間有關(guān),與物體做什么運(yùn)動(dòng),是否受其它力無關(guān)。因此甲、乙兩物體2秒內(nèi)所受重力沖量相等。
又如 質(zhì)量為3千克的物體,以2米/秒的速度沿水平光滑地面向東運(yùn)動(dòng)。物體受到一個(gè)向東的4牛的力的作用6秒,接著這個(gè)力變?yōu)橄蛭?牛,作用4秒。求這個(gè)力在10秒內(nèi)的沖量。
解 取向東方向?yàn)檎较?,力F在前6秒內(nèi)的沖量為F1、t1=4×6牛、秒=24牛、秒。力F在后4秒內(nèi)的沖量為F2t2=(-5)×4牛、秒=-20牛、秒。所以,力F在10秒內(nèi)的沖量為F1t1+F2t2=4牛、秒。正號(hào)說明沖量方向向東。
沖量是矢量,在計(jì)算時(shí)一定要注意建立坐標(biāo)。
二、動(dòng)量的定義
質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m與其速度v的乘積(mv)。動(dòng)量是矢量,用符號(hào)p表示。質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)量為組內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的矢量和。物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都不是孤立地發(fā)生的,它與周圍物體間存在著相互作用,這種相互作用表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)物體與周圍物體間發(fā)生著機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳遞(或轉(zhuǎn)移)過程,動(dòng)量正是從機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞這個(gè)角度度量機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量,這種傳遞是等量地進(jìn)行的,物體2把多少機(jī)械運(yùn)動(dòng)(動(dòng)量)傳遞給物體1,物體2將失去等量的動(dòng)量,傳遞的結(jié)果是兩者的總動(dòng)量保持不變。從動(dòng)力學(xué)角度看,力反映了動(dòng)量傳遞快慢的情況。與實(shí)物一樣,電磁場也具有動(dòng)量。例如光子的動(dòng)量為p=h/(2π)k,其中h為普朗克常量,k為波失,其大小為k=(2π)/λ (λ 為波長),方向沿波傳播方向。在國際單位制中,動(dòng)量的單位為千克·米/秒(kg·m/s)。
一般而言,一個(gè)物體的動(dòng)量指的是這個(gè)物體在它運(yùn)動(dòng)方向上保持運(yùn)動(dòng)的趨勢。動(dòng)量實(shí)際上是牛頓第一定律的一個(gè)推論。
性質(zhì)
動(dòng)量是一個(gè)守恒量,這表示為在一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)量的總和不可改變。
三、沖量動(dòng)量相關(guān)定律
動(dòng)量守恒定律是最早發(fā)現(xiàn)的一條守恒定律,它起源于16~17世紀(jì)西歐的哲學(xué)家們對宇宙運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)思考。
觀察周圍運(yùn)動(dòng)著的物體,我們看到它們中的大多數(shù),例如跳動(dòng)的皮球、飛行的子彈、走動(dòng)的時(shí)鐘、運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器,都會(huì)停下來??磥碛钪骈g運(yùn)動(dòng)的總量似乎在減少。整個(gè)宇宙是不是也像一架機(jī)器那樣,總有一天會(huì)停下來呢?但是,千百年來對天體運(yùn)動(dòng)的觀測,并沒有發(fā)現(xiàn)宇宙運(yùn)動(dòng)有減少的跡象。生活在16、17世紀(jì)的許多哲學(xué)家認(rèn)為,宇宙間運(yùn)動(dòng)的總量是不會(huì)減少的,只要能找到一個(gè)合適的物理量來量度運(yùn)動(dòng),就會(huì)看到運(yùn)動(dòng)的總量是守恒的。這個(gè)合適的物理量到底是什么呢?
法國哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家笛卡兒提出,質(zhì)量和速率的乘積是一個(gè)合適的物理量。可是后來,荷蘭數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞問題時(shí)發(fā)現(xiàn):按照笛卡兒的定義,兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的總量在碰撞前后不一定守恒。
牛頓在總結(jié)這些人工作的基礎(chǔ)上,把笛卡兒的定義作了重要的修改,即不用質(zhì)量和速率的乘積,而用質(zhì)量和速度的乘積,這樣就找到了量度運(yùn)動(dòng)的合適的物理量。牛頓把它叫做“運(yùn)動(dòng)量”,1687年,牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中指出:某一方向的運(yùn)動(dòng)的總和減去相反方向的運(yùn)動(dòng)的總和所得的運(yùn)動(dòng)量,不因物體間的相互作用而發(fā)生變化;還指出了兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體的共同重心的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也不因這些物體間的相互作用而改變,總是保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2、動(dòng)量守恒定律的適用范圍比牛頓運(yùn)動(dòng)定律更廣
近代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明:在自然界中,大到天體間的相互作用,小到如質(zhì)子、中子等基本粒子間的相互作用,都遵守動(dòng)量守恒定律。因此,它是自然界中最重要、最普遍的客觀規(guī)律之一,比牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍更廣。下面舉一個(gè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用而動(dòng)量守恒定律適用的例子。
在我們考察光的發(fā)射和吸收時(shí),會(huì)看到這樣一種現(xiàn)象:在宇宙空間中某個(gè)地方有時(shí)會(huì)突然發(fā)出非常明亮的光,這就是超新星??墒撬芸炀椭饾u暗淡下來。光從這樣一顆超新星出發(fā)到達(dá)地球需要幾百萬年,而相比之下超新星從發(fā)光到熄滅的時(shí)間就顯得太短了。
當(dāng)光從超新星到達(dá)地球時(shí),它給地球一個(gè)輕微的推動(dòng),而與此同時(shí)地球卻無法給超新星一個(gè)輕微的推動(dòng),因?yàn)樗呀?jīng)消失了。因此,如果我們想像一下地球與超新星之間的相互作用,在同一瞬間就不是大小相等、方向相反了。這時(shí),牛頓第三定律顯然已不適用了。
雖然如此,動(dòng)量守恒定律還是正確的。不過,我們必須把光也考慮在內(nèi)。當(dāng)超新星發(fā)射光時(shí),星體反沖,得到動(dòng)量,同時(shí)光也帶走了大小相等而方向相反的動(dòng)量。等經(jīng)過幾百萬年之后光到達(dá)地球時(shí),光把它的動(dòng)量傳給了地球。這里要注意的是:動(dòng)量不僅可以為實(shí)物所攜帶,而且可以隨著光輻射一起傳播。當(dāng)我們考慮到上述這點(diǎn)時(shí),動(dòng)量守恒定律還是正確的。
四、沖量動(dòng)量的相關(guān)公式
p=mv
p:動(dòng)量(kg·m/s) m:質(zhì)量(kg) v:速度(m/s)
無論哪一種形式的碰撞,碰撞前后兩個(gè)物體mv的矢量和保持不變。
由于速度是矢量,所以動(dòng)量也是矢量,它的方向與速度的方向相同。
五、沖量動(dòng)量兩者關(guān)系
(1)I=Ft中的F為恒力,也可理解為方向不變的變力在時(shí)間t內(nèi)的平均力F。如果力的大小、方向都是變化的,則不能用Ft表述其沖量,變力的沖量在一定條件下可用質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的變化間接表述。
(2)沖量是矢量,求沖量不僅要求大小,還要求方向、恒力沖量的方向與恒力同向,變力沖量的方向與動(dòng)量的變化量方向一致。
(3)沖量是過程量。論及沖量時(shí)要明確是哪個(gè)力或哪幾個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。
(4)沖量大小只決定于力和力所作用的時(shí)間,而與物體是否受其它力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。
動(dòng)量P=mv,是表示質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,是瞬時(shí)量。
動(dòng)量變化量定義為△P=mv2 -mv1
動(dòng)量是矢量,在計(jì)算動(dòng)量變化時(shí),一定要注意坐標(biāo)的選取。
看過" 高二物理沖量動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)總結(jié) "的還看了: