动量定理
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动量定理的内容为:
物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量(用字母I表示),即力与力作用时间的乘积,数学表达式为FΔt=mΔv。
公式中的冲量为所有外力的冲量的矢量和。
动量定理是一个由实验观测总结的规律,也可由牛顿第二定律和运动学公式推导出来,其物理实质也与牛顿第二定律相同,这也意味着它仅能在经典力学范围内适用。
而与动量定理相关的定律——动量守恒定律,大到接近光速的高速,小到分子原子的尺度,它依然成立。
动量守恒定律的定义为:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
由此可见,动量定理和动量守恒定律是两个不同的概念,不能混为一谈。
常见表达式
(1)
(2)
,注:冲量,动量
适用条件
(1)在牛顿力学适用的条件下才可适用动量定理,即动量定理仅适用于宏观低速的研究对象。
对于微观粒子和以光速运动的物体,动量定理不再适用;
(2)只适用于惯性参考系,若对于非惯性参考系,必须加上惯性力的冲量。
且v1,v2必须相对于同一惯性系。
应用
1.由于动量定理只涉及研究对象的初末两个状态,故对复杂的物理过程有时合理地应用动量定理可以极大地优化解决过程;
2.对于题干中不涉及物体加速度a和物体位移x的运动和力的问题,应用动量定理可能会更为简便。