动量定理的应用
力学中的动量定理应用
力学中的动量定理应用动量是物体运动的重要物理量之一,在力学中,动量定理是运动定律之一,研究物体受力后的运动情况。
本文将探讨动量定理在不同场景下的应用及其重要性。
一、汽车碰撞实例考虑两辆汽车A和B发生碰撞的情况。
假设汽车A的质量为m1,速度为v1,汽车B的质量为m2,速度为v2。
根据动量定理,动量守恒的原理,碰撞前后的总动量保持不变。
碰撞前的总动量为m1v1 + m2v2,碰撞后的总动量为(m1+m2)V。
根据动量守恒定理,可以得到下面的方程:m1v1 + m2v2 = (m1+m2)V通过这个方程我们可以计算出碰撞后的速度V。
这个实例展示了动量定理在汽车碰撞中的应用,使我们能够更好地理解碰撞后车辆的速度变化。
二、火箭推进原理火箭的推进原理是基于动量定理而实现的。
火箭在发射时喷射出燃料和气体,根据动量守恒定理,火箭向反方向获得一个相反的动量,使得整个系统的总动量保持不变。
根据动量定理,燃料和气体的动量之和等于火箭的动量。
当燃料喷射出去时,动量向反方向增加,火箭就会获得一个反向的推力。
火箭推进过程中,动量定理的应用使我们能够理解火箭是如何在无外部力的情况下向前运动的。
三、子弹射击子弹射击是另一个动量定理的应用实例。
假设一个质量为m的子弹以速度v射击一个静止的物体,物体的质量为M。
根据动量定理,子弹的动量等于物体的动量。
因此,可以得到下面的方程:mv = MV根据这个方程,可以计算出物体受到的冲量。
此应用示例展示了动量定理在射击过程中的重要性,使我们能够计算出子弹对物体的冲量大小。
四、运动中的人体保护力学中的动量定理还与人体保护密切相关。
当人体受到外力作用时,身体内的器官和组织会受到动量的传递影响。
根据动量定理,人体的动量会随着外力的作用而改变。
因此,为了保护人体免受伤害,可以通过增加物体的密度或采用防护装备等方法减少动量的变化。
这一应用实例突显了动量定理在人体保护中的重要性,使我们能够更加全面地了解身体受到外力时的影响。
动量定理在受力问题中的应用
动量定理在受力问题中的应用动量定理是物理学中非常重要的定理之一,它描述了物体的动量与作用力之间的关系。
在受力问题中,动量定理可以被广泛应用,用于解决关于物体运动的各种问题。
本文将探讨动量定理在受力问题中的应用。
一、动量定理的基本概念动量定理是由牛顿第二定律和牛顿第三定律推导而来的。
根据动量定理,一个物体的动量变化率等于作用在它上面的力的总和。
即:F = Δp/Δt其中,F为作用在物体上的合力,Δp为物体动量的变化,Δt为时间变化量。
二、动量定理的应用示例1. 碰撞问题碰撞问题是动量定理应用最为典型的场景之一。
在碰撞中,物体的动量会发生改变。
动量定理告诉我们,物体碰撞前和碰撞后的总动量守恒。
例如,当两个物体碰撞时,其中一个物体的动量增加,另一个物体的动量减小,它们的总动量保持不变。
2. 力的分析动量定理不仅可以用于分析碰撞问题,还可以用于解决其他受力问题。
当我们需要确定物体所受的力的大小和方向时,可以利用动量定理进行分析。
通过测量物体的质量和速度变化,可以计算出作用在物体上的合力。
3. 跳水问题跳水是一个常见的运动项目,动量定理也可以帮助我们解决与跳水有关的问题。
当一名跳水运动员从跳板上跳下时,他的总动量会发生变化。
根据动量定理,我们可以计算出运动员离开跳板时的速度以及跳水过程中所受的重力和空气阻力。
4. 火箭推进原理动量定理还可以解释火箭推进的原理。
当火箭发射时,燃料会以极高的速度喷射出去,这个过程中火箭的动量会产生改变。
根据动量定理,燃料向后喷射时产生的反作用力会推动火箭向前移动。
三、动量定理的数学表达和实际应用数学上,动量定理的表达式是一个矢量方程,可以用矢量代数进行分析。
在实际应用中,我们可以利用动量定理来计算物体的加速度、质量等相关物理量,并在工程设计、交通运输等领域中应用。
例如,在高速公路上,当车辆发生碰撞时,通过利用动量定理可以计算出碰撞后车辆的速度变化,从而对交通事故进行分析和重建。
动量定理在生活、生产中的应用
动量定理在生活、生产中的应用
1、火车行驶
质量大的火轮机越容易推进越快行驶,它的动量定理说的就是这个道理,火轮机发动机产生的动力要能有效地推动火车前进,它所产生的
动量就必须要大,这样才能把减速度降到最小。
2、机器人越野
机器人越野运动需要考虑动量,一个大而重的机器人对于移动、改变
方向、停止都会有一定的动量,在机器人越野过程中,会有不少能源
消耗,而大动量会使机器人行为更加稳定、有决断力,减少能耗,实
现机器人越野更好的效果。
3、潜艇航行
潜艇航行的过程中也会考虑到动量的问题,动量大的潜艇不仅容易推进,且提高航速,同时动量小的潜艇在改变方向时也会增加能源消耗,所以在潜艇的设计和制造过程中要考虑到动量的问题,以达到最大的
推进效率。
动量定理应用举例
动量定理应用举例1、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子以一定的速度敲钉子,钉子就很容易钻入木块,这是为什么?分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上,敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长,而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同。
用锤子敲铁钉时,由于锤子质量较大,同时与铁钉碰撞前有较大的速度(即有较大的动量),遇到钉子后,在极短的时间内停下,动量变化很大,据动量定理mv v m t F -'=⋅,得tmv v m F -'=,对锤子来说,作用时间t 极短,动量变化mv v m -'又很大,说明铁钉必须对锤子施加很大的阻力F ,同时,据牛顿第三定律,锤子也必然对钉子施加很大的反作用力F ',此力远远大于压铁钉时所用的压力,所以用锤子压钉子,铁钉很难被压入,而以一定速度敲铁钉,钉子就很容易钻入木块。
注意:许多物体间相互作用问题,可以根据动量定理来解释.根据mv v m Ft -'= 可看出:物体间相互作用时,从tv v m F 0-'=中可以看出若要获得较大作用力必须使物体动量变化大(如使物体速度变大),同时使作用时间缩短(如碰撞);反之,如需减小相互间的作用力时,则可以使物体动量变化小些,同时延长相互作用时间。
2、杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么道理?请加以分析。
分析:大石块意味它的质量很大:“猛击”表示作用力很大,且作用时间极短;“人未受伤”说明大石块对人身体的压强不大。
用铁锤猛击放在“大力上”身上的大石块,大石块受到很大的打击力而破裂,但是,根据动量定理01mv mv Ft -=得mt F v v t ⋅=-0,对大石块来说,虽然受到的作用力F 很大,但力作用时间极短,而大石块的质量又很大,因而引起的速度变化0v v t -就很小,即大石块几乎没有向下运动,而且石块与人的身体接触面积又较大,据S F P /=,所以人身体受的压强并不很大,故此人不会受伤(当然,这还和表演者技术本领有关)。
浅谈动量定理的应用
浅谈动量定理的应用动量定理是高中物理最基本的规律之一,也是高考的重点,下面就对的关动量定理的应用作一些实例分析,供大家参考,若有不当之处,请同行不吝指教。
一、应用动量定理解释有关现象例1:从同一高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地易碎,掉在软地上不易碎,这是为什么?解析:玻璃杯落到地面上时动量变化是一定的。
根据动量定理:Ft=△P可知,落在水泥地上的作用时间短,玻璃杯受到的作用力大,落在软泥地上作用时间长,玻璃杯受到的作用力小,所以,杯子在水泥地上易碎,而落在软泥上不易碎。
用理我们要以用动量定理解释其它的现象,例如:汽车在行驶时驾驶员必须系安全带的原因,跳远时为什么要落在沙坑中,在搬运玻璃等易碎物品时,箱子里要放些碎纸,刨花等。
二、应用动量定理求变力冲量从力的冲量的定义在I=Ft知,式中F为恒力,当物体受到的力是变力时不能直接用冲量的定义式求解冲量,由于动量定理给出了力的冲量动量变化之间的关系,这时可以用I=△P=m△V求变力的冲量。
例2:如图所示,一个质量为m=1kg的物体,在竖直面内做匀速圆周运动,半径为R=0.5,速度V=2m/s,求物体从A点运动半周到B点的过程中,向心力的冲量?解析:由于物体做圆周运动,其向心力的方向时刻在变化,即向心力是变力,不能直接用I=Ft求冲量,可用动量定理求解。
设向心力的冲量为I,规定水平向右为正方向。
则:物体在A点的动量为:P=mv……①物体在B点的动量为:P’=- mv……②由动量定理有:I=△P=P’-P……③联立①②③式并代入数据解得:I=-4kgm/s(负号表示方向水平向左)。
例3:质量为m的小球,从离地面H高处自由落下,与地面碰撞后又竖直向上弹起,能达到的最大高度为h ,若小球与地面间的接触时间为△t,求地面受到的平均作用力的冲量。
解析:小球与地面相互作用时间短,作用力大,且为变力,可以用动量定理求解,设小球受地面的平均作用力的冲量为I,规定竖直向上为正方向。
动量定理的应用与实验
动量定理的应用与实验动量定理是物理学中非常重要的理论之一,它描述了物体所受的力导致其动量的变化。
本文将探讨动量定理在实际应用和实验中的重要性和应用范围。
一、动量定理的概念和表达式动量定理是经典力学中的基本定理之一,它描述了物体所受的合外力导致物体动量的变化。
动量定理的数学表达式为:\[ F\Delta t = \Delta p \]其中,F代表受力的大小,Δt代表时间的变化,Δp代表动量的变化。
根据动量定理,当物体受到合外力作用时,其动量将发生变化,而动量的变化量正比于受力作用的时间。
二、动量定理在实际应用中的重要性1. 交通运输动量定理在交通运输领域中有着广泛的应用。
例如,在汽车碰撞事故中,根据动量定理可以计算出碰撞双方的动量变化,从而评估事故的严重程度和确定责任归属。
此外,动量定理还可指导交通管理,通过调控交通信号和限制车辆速度,以减小交通事故发生的可能性。
2. 运动器械和设备设计动量定理对于运动器械和设备的设计与优化也具有指导意义。
例如,在运动仪器中,通过对运动物体受力变化进行分析,可以合理设计运动轨迹和减小人体受力,在提高运动效果的同时降低运动伤害。
此外,对于工程设备的设计,如起重机械、飞机引擎等,也可以利用动量定理来计算受力大小和物体的运动状态,以达到最佳的设计效果。
三、动量定理的实验验证动量定理的实验验证是物理学教学中的重要环节,通过实验可以帮助学生更好地理解和应用动量定理。
以下是几个常见的动量定理实验:1. 碰撞实验碰撞实验是动量定理实验中的经典实验之一。
通过测量撞击前后物体的质量、速度和时间,可以验证动量定理。
例如,可以采用回弹球和静止小车碰撞实验,测量球和小车在碰撞前后的速度和时间,计算动量变化是否符合动量定理的预期。
2. 力的施加与物体运动实验通过施加不同大小的力和不同时间的作用时间,观察物体的运动状态,可以验证动量定理。
例如,可以用弹簧测力计施加不同大小的力,测量物体的加速度和位移,同时记录作用时间,进一步计算动量变化是否符合动量定理。
动量定理的应用
动量定理的应用动量定理是物理学中的一项重要原理,它描述了力对物体产生的效果。
根据动量定理,一个物体受到的合外力越大,其改变动量的速率就越快。
本文将探讨动量定理的几个具体应用。
1. 车辆碰撞与碰撞力的计算在交通事故中,动量定理可以用于计算碰撞中的力的大小。
假设两辆车以不同的速度相撞,我们可以通过观察车辆碰撞前后的速度变化来确定碰撞力的大小。
根据动量定理,碰撞前后的动量之和应保持不变。
例如,两辆质量分别为1吨和2吨的车辆以30 km/h和10 km/h的速度相向而行,发生碰撞后,两车的速度发生了变化。
根据动量定理,我们可以得到以下方程:(m1 * v1) + (m2 * v2) = (m1 * V1') + (m2 * V2')其中,m1和m2分别代表两辆车的质量,v1和v2是碰撞前的速度,V1'和V2'是碰撞后的速度。
通过解这个方程,我们可以求解碰撞中的力。
2. 火箭推进原理动量定理也可以用来解释火箭的推进原理。
火箭在发射过程中通过燃烧燃料产生气体的喷射,从而产生反作用力,推动火箭向前运动。
根据牛顿第三定律,每个喷射出的气体分子都会产生一个与其反向的冲量,而火箭则相应地获得一个与其运动方向相同的冲量。
根据动量定理,火箭的向前运动是由于燃料喷射产生的冲量改变了火箭的动量,使其产生向前的加速度。
3. 棒球运动中的动量转移在棒球比赛中,动量定理也扮演着重要的角色。
当击球员击球时,棒球获得了一个向外的冲量,并且动量开始在击球员和棒球之间转移,使棒球向外移动。
当投手将球以很高的速度投出时,击球员只需要在球的上方使用较小的力量就能够打出长距离的击球,这是因为投出的球本身带有较大的动量,击球员只需要改变其方向即可。
类似地,当一个跑者用力跑向一个运动着的棒球,他可以通过在碰撞前改变自己的速度方向来改变棒球的速度和方向。
综上所述,动量定理在交通事故、火箭推进和棒球运动等方面都有着重要的应用。
动量定理应用
动量定理应用动量定理是物理学中的一个基本原理,它描述了物体的动量随时间的变化关系。
在本文中,我们将探讨动量定理在碰撞分析、弹道计算、交通事故分析、工业生产、抛射体运动、游戏物理、刚体动力学和流体力学等方面的应用。
1.碰撞分析动量定理可以用于分析碰撞过程中的能量和动量变化。
在碰撞中,物体的动量会发生瞬时变化,而动量定理可以描述这个变化的过程。
通过动量定理,我们可以判断碰撞是否符合物理规律,从而帮助我们理解物体的碰撞行为。
2.弹道计算动量定理可以用于计算炮弹、子弹等抛射体的运动轨迹和速度。
在枪械和火箭发射中,抛射体的速度和轨迹是决定射击精度和发射角度的重要因素。
通过动量定理,我们可以精确地计算出抛射体的运动轨迹和速度,从而提高枪械和火箭的射击精度。
3.交通事故分析动量定理可以用于分析交通事故中车辆碰撞时的能量和动量变化。
在交通事故中,车辆碰撞时的能量和动量是判断事故责任和损伤程度的重要依据。
通过动量定理,我们可以分析碰撞过程中车辆的能量和动量变化,从而帮助判断事故责任和损伤程度。
4.工业生产动量定理可以用于计算压力容器和机械臂等工业生产设备的力和运动轨迹。
在工业生产中,压力容器和机械臂的运动轨迹和力度是决定产品质量和效率的重要因素。
通过动量定理,我们可以精确地计算出设备的运动轨迹和力度,从而提高生产效率和产品质量。
5.抛射体运动动量定理可以用于分析抛射体运动的轨迹和速度。
在抛射体运动中,物体的速度和轨迹是决定射击精度的重要因素。
通过动量定理,我们可以精确地计算出抛射体的运动轨迹和速度,从而提高射击精度。
6.游戏物理动量定理可以用于制作更加真实的游戏物理效果,包括碰撞反弹、物块运动等。
在游戏中,物理效果的真实与否直接影响到游戏的整体质量。
通过动量定理,我们可以模拟出更加真实的物理效果,从而提高游戏的整体质量。
7.刚体动力学动量定理可以用于计算刚体运动过程中的力和运动轨迹。
在刚体动力学中,物体的力和运动轨迹是决定物体运动状态的重要因素。
动量定理及应用知识点
动量定理及应用知识点什么是动量定理?动量定理是物理学中的一个重要定理,它描述了物体在外力作用下的运动及其与力的关系。
动量定理的数学表达式为:Δp=F⋅Δt其中,Δp表示物体的动量变化,F表示作用在物体上的力,Δt表示力的作用时间。
根据动量定理,如果一个物体受到一个力的作用,它的动量将随时间变化。
当力作用时间很短的时候,动量的变化量也很小;当力作用时间很长的时候,动量的变化量也相应增大。
动量定理的应用动量定理在物理学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1.交通事故分析:动量定理可以用来分析交通事故中的碰撞情况。
当两个车辆发生碰撞时,根据动量定理可以计算出碰撞前后车辆的动量变化,从而判断事故的严重程度。
2.火箭升空:动量定理被用来解释火箭升空的原理。
火箭喷射出来的燃料气体具有一定的质量和速度,根据动量定理,喷射气体的动量变化会导致火箭的动量变化,从而推动火箭升空。
3.运动员跳水:运动员在跳水时,通过采用特定的蹬脚和撑手动作,可以改变身体的动量。
运用动量定理,可以计算出运动员跳水时所需的动作力度和角度。
4.物体的运动轨迹:动量定理可以用来预测物体在外力作用下的运动轨迹。
通过计算物体的动量变化和外力的作用时间,可以得出物体在特定条件下的运动情况。
动量定理的局限性尽管动量定理在描述物体运动方面有着广泛的应用,但也存在一些局限性。
以下是一些动量定理的局限性:1.不考虑摩擦力:动量定理没有考虑摩擦力对物体运动的影响。
在实际情况下,物体运动时往往会受到摩擦力的作用,这会导致动量的损失。
2.不考虑外力变化:动量定理假设外力的大小和方向在整个过程中保持不变。
然而,在实际情况下,外力的大小和方向可能会发生变化,这会对动量定理的应用带来一定的限制。
3.仅适用于经典力学:动量定理是经典力学中的一个定理,适用于描述宏观物体的运动。
对于微观领域,如原子和分子的运动,需要使用量子力学等其他理论。
结论动量定理是物理学中重要的定理之一,它描述了物体在外力作用下的运动情况。
动量定理及其应用
小结
1.动量定理的理解
2.动量定理的应用 (1)用动量定理解释现象
P 一定, t 越短,则F越大。
F P
t t 一定, P越大,则F越大。
(2)用动量定理解题
V0=10m/s:1)沿水平方向抛出。求该物体在 抛出两秒内动量的变化
(g值取10m/s2)
利用动量定理解题
4. 质量为m的物体以速率v沿半径为R 的圆在光滑水平面上做匀速圆周运动。 求物体受的合力的及物体运动半周所受 的合力的冲量。
解:
合外力
F
m
v2 R
以小球运动半周的初速度方向为正方向
初动量:P=mv 末动量:P mv
5. 根据动量定理列方程求解。
练习
3.如图,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时 铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速 度变为零,设打击时间为0.01s
a.不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均 作用力是多大?
b.考虑铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均 作用力是多大?
C.你分析一下,在计算铁锤钉钉子的 平均作用力时在什么情况下可以不计 铁锤的重量.
观察鸡并蛋从思一考米多高的地方落到地板上,肯
定会被打破,现在,在地板上放一块泡沫 塑料垫,让鸡蛋落到泡沫塑料上,会看到 什么现象?你能解释这种现象吗?
上述体育项目中的海绵垫、沙子、接球时手的回收 都有些什么物理原理呢?
v
F 作用了时间 t v′
F
F
分析: 结论:
F合t mvt mv0
这就是动量定理
mv
F F 作用了时间 t
mv′
F
动量定理: 物体受到的合力的冲量 等于物体动量的变化
表达式:Ft mv mv 或 I p
动量定理的六种应用
用 动量 定 理 可 只讨 论初 、 态 的 动量 和作 用 力 的 冲 末状 量 , 讨 论每 一 瞬 时 力的大 小 和加 速度 大 小 问题 . 不必
粉 笔 的 末 动 量 用 my 示 . 据 动 量 定 理 有 : m t 表 根 i g=  ̄
由 以上 式 解得 : F:m g+ 代 人 数 值得 :F I ×1 . = . 0 N 2
量 ±
£
笪
,
-0'
.
Ⅲ1 g
点评 本题同学们可以尝试运用牛顿定律来求
解, 以求 掌 握 一 题 多解 的方 法 , 同时 比较 不 同方 法 各
平 方 向 受 到 的 摩 擦 力 的 大 小 不 变 . 纸 条 抽 出过 程 在
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 £粉 笔 原 来 静 止 , 动 量 为零 , , 初
● 用 量 理 决 击碰 问 动 定 解 打 、撞 题囊
摩 擦 力 冲量 极 小 , 笔 的 动 量 几 乎 不 变 . 笔 的动 量 知 运 动 员 与 网接 触 的 时 间 为 1 试 求 网对运 动 员的 粉 粉 s 4
物理 ・ 点 考,
平 均 冲击 力 ( g 1 s) 取 =0 m/
“
一
网打尽 ”干净利索. ,
● ● ● ● ● ● ●● ●
、
—
解靳 i 纸条从粉笔下抽出, 粉笔受到纸条对 矢量法则或动量定理 Ap F 求解 △p =t . IF t ②用 = ・求冲
求解, .
它 的滑 动摩擦 力 作用 , 哗 方向沿着纸 条抽 出的方 量 , 必 须 是 恒 力 , F是 变 力 , 用 动 量 定 理 , F 若 需 _△p 向. 不论纸 条是快速抽 , 还是缓缓抽 出 , 粉笔在水
动量定理的应用
动量定理的应用
1.应用动量定理解题的基本方法
(1)动量定理反映了冲量的作用效果是使物体动量发生变化,并非产生了动量,也不能认为合外力的冲量就是动量的变换。
合外力的冲量是引起物体状态变化的
外在因素,而动量的变化是合外力冲量变化后的必然结果。
(2)动量定理是利用牛顿第二定律和运动学公式在恒力条件下推导出来的。
一般来说,用牛顿第二定律能解决的问题,用动量定理也能解决。
但对于变力的问题,
用牛顿第二定律不能解决,而可以用动量定理来求解,所以动量定理可以求变
力的平均力。
(3)应用动量定理解题的一般步骤
a.确定研究对象
b.分析研究对象所受的全部外力及作用时间
c.确定物理过程,找初、末速度
d.建立坐标系,选定正方向,表示每个力的冲量和物体的初、末动量
e.根据动量定理列方程求解
2.应用动量定理处理流体问题的技巧
例:高压采煤水枪出水口的截面积为S,水的射速为v,射到煤层上后,水的速度为零,若水的密度为ρ,求水对煤层的冲力。
分析:取一小段时间内射到煤层上的水进行研究,这部分水在较短的时间内速度变为零,煤一定对水产生力的作用。
因此,可以由动量定理来求煤对水的平均作用力,再由牛顿第三定律就知道水对煤的作用力。
解:设在Δt时间内射出的水的质量为Δm,则Δm=ρSvΔt,以Δm为研究对象,它在Δt内的动量变化量是Δp=Δm(0-v)=-ρSvΔt,设F为水对煤煤层的冲力,F1为煤层对水的反冲力,F1的方向为正方向。
根据动量定理(忽略水的重力)有
F1Δt=-ρSvΔt,所以有 F1=-ρSv。
根据牛顿第三定律得F=- F1=-ρSv
动量与能量综合应用常见模型。
高中物理-动量定理的六种应用
高中物理-动量定理的六种应用动量定理的内容是物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,即I = △p。
动量定理表明冲量是物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。
动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多。
一、用动量定理解释生活中的现象动量定理在实际生活中有着广泛的应用,实际生活中的许多现象都可用动量定理加以解释,用动量定理解释现象可分为下列三中情况:1. △p 一定,t短则F大,t 长则F小2. F 一定,t短则△p 小,t 长则△p 大3. t 一定,F短则△p 小,F 长则△p 大【典例1】钉钉子时为什么要用铁锤而不用橡皮锤,而铺地砖时却用橡皮锤而不用铁锤?【答案】见解析【名师点拨】根据动量定理,利用对作用时间的调整来控制作用力的大小。
【典例2】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。
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。
【答案】见解析【学霸总结】1. 体育比赛中的一系列保护措施都可概括为通过延长相互作用的时间来达到减小相互作用力,从而达到保护人体不受伤害的目的,如篮球运动员接迎面飞来的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前把球接住,以延长篮球与手的接触时间,减小篮球对手的作用力。
动量定理的原理应用
动量定理的原理应用1. 动量定理的基本原理动量定理是牛顿第二定律的一个重要应用,它描述了一个物体的动量改变量与作用力的关系。
根据动量定理,当一个作用力作用在一个物体上时,物体的动量将发生改变,其改变量等于作用力乘以时间。
公式表达如下:动量改变量Δp = F × Δt其中,Δp表示动量的改变量,F表示作用力,Δt表示作用时间。
2. 动量定理的应用场景动量定理被广泛应用于力学、流体力学、碰撞等物理学领域,其中一些场景的应用如下:2.1 车辆碰撞在交通事故中,动量定理可以帮助我们理解车辆碰撞时的动量变化。
当两辆车发生碰撞时,它们之间的作用力将会导致各自动量的改变。
根据动量定理,我们可以计算出碰撞前后车辆动量的差值,来评估碰撞的严重程度以及事故的后果。
2.2 射击运动在射击运动中,动量定理也可以应用于研究子弹的运动。
当子弹发射时,推进膛线产生的作用力将会改变子弹的动量。
通过应用动量定理,我们可以计算出子弹的初速度、击中目标后的动量以及反作用力等参数。
2.3 宇宙航天在宇宙航天领域,动量定理也是一项重要的原理。
例如,在火箭发射时,燃料燃烧产生的气体被排出,形成火箭的推进力。
根据动量定理,当火箭发射时,火箭的质量减少,但速度增加,以保持动量守恒。
3. 动量定理应用的案例分析3.1 车辆碰撞案例假设有两辆质量分别为m1和m2的汽车,它们在同一方向上以速度v1和v2相撞,碰撞过程中作用力的时间为Δt。
根据动量定理,我们可以得到以下关系式:m1 × Δv1 = F × Δtm2 × Δv2 = -F × Δt其中,Δv1表示汽车1的速度变化量,Δv2表示汽车2的速度变化量,F表示两辆汽车之间产生的碰撞作用力。
通过求解上述方程组,我们可以计算出碰撞后的速度变化量,从而评估碰撞对两辆汽车的影响。
3.2 射击运动案例假设一枚质量为m的子弹以速度v从一枪口发射,且推进膛线产生的力为F,作用力的时间为Δt。
高中物理动量定理的五种应用及例题详解
高中物理动量定理的五种应用及例题详解动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多。
一、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。
二、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1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相碰,求它在5s内的动量的变化.(g=10m/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。
注:①运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。
电磁感应问题中动量定理应用归类
电磁感应问题中动量定理应用归类电磁感应的动量定理是指当导体中存在磁场变化时,会在导体内产生感应电动势,并产生电流,而电流会受到磁场力的作用,导致导体受到一个力,从而产生动量变化。
在电磁感应问题中,动量定理可以应用于多个方面。
下面将对其中的几个应用进行归类和讨论。
1. 等离子体推动:等离子体是一个带电粒子(离子和电子)的气体,在磁场中可以受到磁场力的作用而运动。
根据动量定理,等离子体在受到磁场力的作用下会产生动量变化,从而改变运动状态。
这个应用在等离子体推动引擎和等离子体推进器中有着重要的应用。
2. 磁体推动:在磁场中,导体中的电流会受到磁场力的作用,从而产生一个受力的导体。
根据动量定理,磁体在受到磁场力的作用下会产生动量变化,从而改变运动状态。
这个应用在磁悬浮列车和磁漂浮车辆中有着重要的应用。
3. 电磁铁打击力:电磁铁是一种利用电流在导线中产生磁场的装置。
当电流通过导线时,会在铁芯中产生磁场并产生一个力,这个力可以用动量定理来计算。
根据动量定理,电磁铁在产生磁场的同时也会受到与磁场力相等但方向相反的力,从而产生动量变化。
4. 电磁感应制动:电磁感应制动是一种利用电磁感应现象来制动运动物体的方法。
当运动物体进入磁场区域时,会产生感应电流,而这个感应电流会受到磁场力的作用,从而产生一个制动力。
根据动量定理,运动物体在受到制动力的作用下会产生动量变化,从而减速停止。
综上所述,电磁感应问题中动量定理的应用主要包括等离子体推动、磁体推动、电磁铁打击力和电磁感应制动等方面。
这些应用都是基于电流受到磁场力的作用,从而导致物体受到一个力,从而产生动量变化。
这些应用在工程和科学领域中有重要的应用,对于我们理解电磁感应和能量传递也有着重要的意义。
高中物理-动量定理的六种应用
高中物理-动量定理的六种应用动量定理的内容是物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,即I = △p。
动量定理表明冲量是物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。
动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多。
一、用动量定理解释生活中的现象动量定理在实际生活中有着广泛的应用,实际生活中的许多现象都可用动量定理加以解释, 用动量定理解释现象可分为下列三中情况:1. △p 一定,t短则F大,t 长则F小2. F 一定,t短则△p 小,t 长则△p 大3. t 一定,F短则△p 小,F 长则△p 大【典例1】钉钉子时为什么要用铁锤而不用橡皮锤,而铺地砖时却用橡皮锤而不用铁锤?【答案】见解析【名师点拨】根据动量定理,利用对作用时间的调整来控制作用力的大小。
【典例2】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。
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。
【答案】见解析【学霸总结】1. 体育比赛中的一系列保护措施都可概括为通过延长相互作用的时间来达到减小相互作用力,从而达到保护人体不受伤害的目的,如篮球运动员接迎面飞来的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前把球接住,以延长篮球与手的接触时间,减小篮球对手的作用力。
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动量定理的应用(2)·典型例题解析
【例1】 500g 的足球从1.8m 的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m 高,不计空气阻力,这一过程经历的时间为1.2s ,g 取10m/s 2,求足球对地面的作用力.
解析:对足球与地面相互作用的过程应用动量定理,取竖直向下为
正,有-Δ=′-其中Δ=--=-×-
×=--=,′=-=-××=(mg N)t mv mv t 1.2 1.21.20.60.50.1(s)v 2gh 210 1.2522221810
212510
12h g h g ..
-,==××=,解得足球受到向上的弹力='+=+×=+=5(m /s)v 2gh 210 1.86(m /s)N mg 0.51055560(N)
1v v v t ().()
.
-+∆056501
由牛顿第三定律得足球对地面的作用力大小为60N ,方向向下.
点拨:本例也可以对足球从开始下落至弹跳到最高点的整个过程应用动量定理:mgt 总-N Δt =0-0,这样处理更为简便.
从解题过程可看出,当Δt 很短时,N 与mg 相比较显得很大,这时可略去重力.
【例2】如图51-1所示,在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,今有一颗子弹水平射向A 木块,已知子弹依次穿过A 、B 所用的时间分别是Δt 1和Δt 2,设子弹所受木块的阻力恒为f ,试求子弹穿过两木块后,两木块的速度各为多少?
解析:取向右为正,子弹穿过A 的过程,以A 和B 作为一个整体,
由动量定理得=+,=,此后,物体就以向右匀速运动,接着子弹要穿透物体.
f t (m m )v v A v B 112A A A
∆∆f t m m 1
12+ 子弹穿过B 的过程,对B 应用动量定理得f Δt 2=m 2v B -m 2v A ,
解得子弹穿出后的运动速度=+.B B v B f t m m f t m ∆∆1122
2
+
点拨:子弹穿过A的过程中,如果只将A作为研究对象,A所受的冲量除fΔt1外,还有B对A弹力的冲量.只有对A和B这一整体,合外力的冲量
为fΔt1,所以解题时要灵活地选取研究对象或物理过程.
【例3】高压采煤水枪出水口的横截面积为s,水的射出速度为v,射到煤层上后,水的速度为零,设水的密度为ρ,求对煤层的冲力大小.点拨:对“连续流体”(如高压水枪,漏斗装煤,水车洒水等)的问题,如用牛顿运动定律求解,一般比较麻烦,甚至难以求解,但可采用“微元法”,即取时间Δt,得出相应的质量Δm,然后对Δm在时间Δt中应用动量定理可得到问题的解.
设在Δt时间内,水枪中喷出水的质量为Δm,则Δm=ρ(s·vΔt),这部分水冲到煤层上动量由Δmv变为零,由动量定理列等式可解得煤层对这部分水的作用力,再用牛顿第三定律得出问题的解.
参考答案
ρsv2
【例4】自动步枪每分钟能射出600颗子弹,每颗子弹的质量为20g,以500m/s的速度射出枪口,求因射击而使人受到的反冲力的大小.点拨:射击时枪身处于静止状态,枪身受到射击时的子弹给它的作用力与人对枪身的作用力相平衡,根据牛顿第三定律,只要求出射击时枪身对子弹的作用力,就能得到问题的解.
本题在具体解题时可以1分钟时间里射出的子弹作为整体来处理,也可以取某一颗子弹作为研究对象来处理,这时的时间过程为0.1s.
参考答案
100N
跟踪反馈
1.某物体受到一个-6N·s的冲量作用,则
[ ] A.物体的动量增量一定与规定的正方向相反
B.物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反
C.物体的末动量方向一定与这个冲量的方向相反
D.物体的动量一定在减小
2.两个质量相同但大小不同的正方体木块A、B,靠在一起放在在光滑的水平面上,一水平射来的子弹先后穿透两木块后飞去,若木块对子弹的阻力恒定不变,子弹分别射穿两木块的时间相同,则子弹射穿两木块后A、B两木块
的速度之比为
[ ] A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
.∶
D13
3.水流以10m/s的速度由横截面积为4cm2的喷口处垂直冲击墙,冲击后水流无初速地沿墙壁流下,则墙受到水流的冲击力为_______N,水的密度为1×103kg/m3.
4.一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一厚软垫上,若小球从接触软垫到陷至最低点经历了0.2s,求这段时间内小球受到软垫给它的弹力.
参考答案
1.A 2.C 3.40 4.3N
动量定理的应用(2)·典型例题解析
【例1】500g的足球从1.8m的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m高,不计空气阻力,这一过程经历的时间为1.2s,g取10m/s2,求足球对地面的作用力.
【例2】如图51-1所示,在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A和B,它们的质量分别为m1和m2,今有一颗子弹水平射向A木块,已知子弹依次穿过A、B所用的时间分别是Δt1和Δt2,设子弹所受木块的阻力恒为f,试求子弹穿过两木块后,两木块的速度各为多少?
【例3】高压采煤水枪出水口的横截面积为s,水的射出速度为v,射到煤层上后,水的速度为零,设水的密度为ρ,求对煤层的冲力大小.
.
【例4】自动步枪每分钟能射出600颗子弹,每颗子弹的质量为20g,以500m/s的速度射出枪口,求因射击而使人受到的反冲力的大小.
跟踪反馈
1.某物体受到一个-6N·s的冲量作用,则
[ ] A.物体的动量增量一定与规定的正方向相反
B.物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反
C.物体的末动量方向一定与这个冲量的方向相反
D.物体的动量一定在减小
2.两个质量相同但大小不同的正方体木块A、B,靠在一起放在在光滑的水平面上,一水平射来的子弹先后穿透两木块后飞去,若木块对子弹的阻力恒定不变,子弹分别射穿两木块的时间相同,则子弹射穿两木块后A、B两木块的速度之比为
[ ] A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
.∶
D13
3.水流以10m/s的速度由横截面积为4cm2的喷口处垂直冲击墙,冲击后水流无初速地沿墙壁流下,则墙受到水流的冲击力为_______N,水的密度为1×103kg/m3.
4.一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一厚软垫上,若小球从接触软垫到陷至最低点经历了0.2s,求这段时间内小球受到软垫给它的弹力.。