高二物理冲量动量知识点总结
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⾼⼆物理冲量动量知识点总结
冲量、动量定理不仅是中学物理学中必修部分的主要内容,也是⼤学理⼯科学⽣普通物理学中的重要内容。
那么你对冲量动量了解多少呢?下⾯是店铺为⼤家整理的⾼⼆物理冲量动量知识点,请认真复习!
⾼⼆物理冲量动量知识点复习
⼀、冲量的定义
由F=ma,a=△v/△t,设△v=v1-v2,△t=t1-t2可得
mv1-mv2=Ft 即可说:物体所受合外⼒的冲量就是该物体的动量变化量、冲量是描述⼒对物体作⽤的时间累积效应的物理量。
⼒的冲量是⼀个过程量。
在谈及冲量时,必须明确是哪个⼒在哪段时间上的冲量。
例题分析
例:质量为3千克的甲、⼄两物体,甲物体以初速10⽶/秒⾃30⽶⾼处斜向上抛出,⼄物体⾃⾜够⼤的光滑曲⾯⽆初速下滑,试⽐较甲、⼄两物体2秒内所受重⼒冲量的⼤⼩。
分析和解:重⼒是恒⼒,故重⼒在2秒内的冲量I=mgt=3×10×2⽜、秒=60⽜、秒,⽅向竖直向下。
重⼒的冲量只与重⼒的⼤⼩和作⽤时间有关,与物体做什么运动,是否受其它⼒⽆关。
因此甲、⼄两物体2秒内所受重⼒冲量相等。
⼜如质量为3千克的物体,以2⽶/秒的速度沿⽔平光滑地⾯向东运动。
物体受到⼀个向东的4⽜的⼒的作⽤6秒,接着这个⼒变为向西5⽜,作⽤4秒。
求这个⼒在10秒内的冲量。
解取向东⽅向为正⽅向,⼒F在前6秒内的冲量为F1、t1=4×6⽜、秒=24⽜、秒。
⼒F在后4秒内的冲量为F2t2=(-5)×4⽜、秒=-20⽜、秒。
所以,⼒F在10秒内的冲量为F1t1+F2t2=4⽜、秒。
正号说明冲量⽅向向东。
冲量是⽮量,在计算时⼀定要注意建⽴坐标。
⼆、动量的定义
质点的质量m与其速度v的乘积(mv)。
动量是⽮量,⽤符号p表⽰。
质点组的动量为组内各质点动量的⽮量和。
物体的机械运动都不是孤⽴地发⽣的,它与周围物体间存在着相互作⽤,这种相互作⽤表现为运动物体与周围物体间发⽣着机械运动的传递(或转移)过程,动量正是从机械运动传递这个⾓度度量机械运动的物理量,这种传递是等量地进⾏的,物体2把多少机械运动(动量)传递给物体1,物体2将失去等量的动量,传递的结果是两者的总动量保持不变。
从动⼒学⾓度看,⼒反映了动量传递快慢的情况。
与实物⼀样,电磁场也具有动量。
例如光⼦的动量为p=h/(2π)k,其中h为普朗克常量,k为波失,其⼤⼩为k=(2π)/λ(λ为波长),⽅向沿波传播⽅向。
在国际单位制中,动量的单位为千克·⽶/秒(kg·m/s)。
⼀般⽽⾔,⼀个物体的动量指的是这个物体在它运动⽅向上保持运动的趋势。
动量实际上是⽜顿第⼀定律的⼀个推论。
性质
动量是⼀个守恒量,这表⽰为在⼀个封闭系统内动量的总和不可改变。
三、冲量动量相关定律
动量守恒定律是最早发现的⼀条守恒定律,它起源于16~17世纪西欧的哲学家们对宇宙运动的哲学思考。
观察周围运动着的物体,我们看到它们中的⼤多数,例如跳动的⽪球、飞⾏的⼦弹、⾛动的时钟、运转的机器,都会停下来。
看来宇宙间运动的总量似乎在减少。
整个宇宙是不是也像⼀架机器那样,总有⼀天会停下来呢?但是,千百年来对天体运动的观测,并没有发现宇宙运动有减少的迹象。
⽣活在16、17世纪的许多哲学家认为,宇宙间运动的总量是不会减少的,只要能找到⼀个合适的物理量来量度运动,就会看到运动的总量是守恒的。
这个合适的物理量到底是什么呢?
法国哲学家兼数学家、物理学家笛卡⼉提出,质量和速率的乘积是⼀个合适的物理量。
可是后来,荷兰数学家、物理学家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞问题时发现:按照笛卡⼉的定义,两个物体运动的总量在碰撞前后不⼀定守恒。
⽜顿在总结这些⼈⼯作的基础上,把笛卡⼉的定义作了重要的修改,即不⽤质量和速率的乘积,⽽⽤质量和速度的乘积,这样就找到了量度运动的合适的物理量。
⽜顿把它叫做“运动量”,1687年,⽜顿在他
的《⾃然哲学的数学原理》⼀书中指出:某⼀⽅向的运动的总和减去相反⽅向的运动的总和所得的运动量,不因物体间的相互作⽤⽽发⽣变化;还指出了两个或两个以上相互作⽤的物体的共同重⼼的运动状态,也不因这些物体间的相互作⽤⽽改变,总是保持静⽌或做匀速直线运动。
2、动量守恒定律的适⽤范围⽐⽜顿运动定律更⼴
近代的科学实验和理论分析都表明:在⾃然界中,⼤到天体间的相互作⽤,⼩到如质⼦、中⼦等基本粒⼦间的相互作⽤,都遵守动量守恒定律。
因此,它是⾃然界中最重要、最普遍的客观规律之⼀,⽐⽜顿运动定律的适⽤范围更⼴。
下⾯举⼀个⽜顿运动定律不适⽤⽽动量守恒定律适⽤的例⼦。
在我们考察光的发射和吸收时,会看到这样⼀种现象:在宇宙空间中某个地⽅有时会突然发出⾮常明亮的光,这就是超新星。
可是它很快就逐渐暗淡下来。
光从这样⼀颗超新星出发到达地球需要⼏百万年,⽽相⽐之下超新星从发光到熄灭的时间就显得太短了。
当光从超新星到达地球时,它给地球⼀个轻微的推动,⽽与此同时地球却⽆法给超新星⼀个轻微的推动,因为它已经消失了。
因此,如果我们想像⼀下地球与超新星之间的相互作⽤,在同⼀瞬间就不是⼤⼩相等、⽅向相反了。
这时,⽜顿第三定律显然已不适⽤了。
虽然如此,动量守恒定律还是正确的。
不过,我们必须把光也考虑在内。
当超新星发射光时,星体反冲,得到动量,同时光也带⾛了⼤⼩相等⽽⽅向相反的动量。
等经过⼏百万年之后光到达地球时,光把它的动量传给了地球。
这⾥要注意的是:动量不仅可以为实物所携带,⽽且可以随着光辐射⼀起传播。
当我们考虑到上述这点时,动量守恒定律还是正确的。
四、冲量动量的相关公式
p=mv
p:动量(kg·m/s) m:质量(kg) v:速度(m/s)
⽆论哪⼀种形式的碰撞,碰撞前后两个物体mv的⽮量和保持不变。
由于速度是⽮量,所以动量也是⽮量,它的⽅向与速度的⽅向相同。
五、冲量动量两者关系
(1)I=Ft中的F为恒⼒,也可理解为⽅向不变的变⼒在时间t内的平均⼒F。
如果⼒的⼤⼩、⽅向都是变化的,则不能⽤Ft表述其冲量,变⼒的冲量在⼀定条件下可⽤质点动量的变化间接表述。
(2)冲量是⽮量,求冲量不仅要求⼤⼩,还要求⽅向、恒⼒冲量的⽅向与恒⼒同向,变⼒冲量的⽅向与动量的变化量⽅向⼀致。
(3)冲量是过程量。
论及冲量时要明确是哪个⼒或哪⼏个⼒在哪⼀段时间内的冲量。
(4)冲量⼤⼩只决定于⼒和⼒所作⽤的时间,⽽与物体是否受其它⼒及物体的运动状态⽆关。
动量P=mv,是表⽰质点机械运动状态的物理量,是瞬时量。
动量变化量定义为△P=mv2 -mv1
动量是⽮量,在计算动量变化时,⼀定要注意坐标的选取。