在上一节探究性实验中,两个物体碰撞过程中mv之和前后是保持不变的,mv这个物理量具有特别的意义,所以在物理学中mv定义为物体的动量。
动量:物体质量与速度的乘积成为物体的动量,用字母P表示。
对动量的理解:
(1)动量是矢量,有大小,有方向,方向与速度方向相同。
(2)动量是个状态量,mv表示物体在某一时刻或某一位置的动量。
(3)动量的单位为质量与速度单位乘积,即kg.m/s
动量的变化量:物体末动量与初动量之差。(高中阶段只考虑一条直线上的动量变化量)
对动量变化量的理解:
(1)数学表达式:ΔP=mv2 — mv1=Δmv。
(2)动量变化量是矢量,有大小,有方向。
(3)计算ΔP,需要规定一个正方向,然后用物体的末动量减去初动量。
(4)ΔP的方向与Δv的方向相同,与物体某时刻的速度无关。
动能和动量的对比
(1)动能和动量都是状态量,描述物体某时刻所处的状态。
(2)动量是矢量,动能是标量。
(3)动能和动量之间的定量关系如下
(4)动量发生改变时,动能不一定发生改变;但动能发生改变时,动量一定发生改变。
冲量:力与力作用时间的乘积叫做力的冲量,用I表示I=Ft。
对冲量的理解:
(1)冲量I的单位为N/s。
(2)冲量是矢量,有大小,有方向,方向与力F的方向相同。
(3)冲量要时间的积累,是个过程量。
(4)计算冲量时,要明确那个力的冲量;如果是求合外力的冲量,F为物体所受的合外力;I=Ft只能求恒力的冲量。
动量定理:物体在一个过程中动量的变化量,等于它在这个过程中所受力的冲量。(或者说合外力的冲量等于物体的动量变化量),即:
对动量定理的理解:
(1)动量定理等式左边为状态量,为物体在一个过程中的动量变化量,等式右边为过程量,为物体在一个过程中的冲量。
(2)动量定理表达式是个矢量式,运用时要规定一个正方向,一般以初速度方向为正方向。
(3)由可知,动量变化率越大,物体所受的合力就越大。
(4)动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力,如果是变力,F为平均作用力。
利用动量定理解题的常规步骤
1、明确研究对象和研究过程,研究对象一般为单个物体。
2、对所研究的物体受力分析,求出这个过程中合外力的冲量。
3、求出这个过程中物体的初末动量。
4、规定一个正方向,求出动量的变化量。
5、列出动量定理表达式求解。