1.2动量定理 碰撞
动量定理与碰撞问题的全方位解析
动量定理与碰撞问题的全方位解析在物理学中,动量定理是描述物体运动的基本原理之一,它指出一个物体的动量随时间的变化率等于作用在该物体上的合外力。
动量是描述物体运动状态的重要物理量,它既有大小也有方向。
动量定理的基本原理动量定理表述为: $F = \\frac{\\Delta p}{\\Delta t}$ 其中F是合外力,$\\Delta p$ 是物体动量的改变量,$\\Delta t$ 是时间的改变量。
根据动量定理,一个物体在受到合外力作用时,它的动量将发生改变。
通过分析动量定理,我们可以了解物体运动的规律,解释碰撞过程中的现象,以及预测物体的轨迹和速度变化。
碰撞问题的分类碰撞是指两个物体由于相互作用而发生的运动状态的改变。
根据碰撞过程中能量守恒和动量守恒的情况,碰撞问题可以分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分弹性碰撞等。
•完全弹性碰撞:在碰撞过程中动能和动量都得到完全守恒。
碰撞前后物体的速度发生改变,但总动能保持不变。
•完全非弹性碰撞:在碰撞过程中动量守恒,但动能不守恒。
碰撞后物体会粘连在一起或发生形变。
•部分弹性碰撞:介于完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间,动量和部分能量守恒。
如何解决碰撞问题碰撞问题是物理学中常见的实际问题,在解决碰撞问题时,需要遵循以下基本步骤: 1. 绘制碰撞前的物体状态图:确定物体的质量、速度和方向等参数。
2. 分析碰撞瞬间的情况:考虑碰撞瞬间动量和能量的守恒情况。
3. 绘制碰撞后的物体状态图:根据碰撞类型确定物体的末状态。
4. 计算碰撞后的物体运动情况:根据动量守恒和能量守恒等原理计算碰撞后物体的速度和轨迹等。
碰撞问题的应用碰撞问题的解决在现实生活中有着广泛的应用。
例如在汽车碰撞测试中,利用碰撞物理学原理来测试车辆在碰撞时的安全性能;在运动领域,分析球的碰撞可以解释击球运动的规律;在火箭发射过程中,考虑火箭与燃料之间的碰撞可以提高发射效率。
结语动量定理与碰撞问题的研究是物理学中的重要课题,它不仅帮助我们理解物体运动状态的改变规律,还可以应用于实际问题的解决。
动量定理与冲量定理在碰撞中的应用
动量定理与冲量定理在碰撞中的应用碰撞是物理学中一个重要的研究领域,动量定理和冲量定理是解析碰撞过程中物体之间相互作用的基本原理。
本文将介绍动量定理和冲量定理,并探讨它们在碰撞中的应用。
一、动量定理动量定理是牛顿力学中的一个重要定律,描述了物体运动状态的改变与合外力的关系。
动量的定义如下:动量(momentum) = 质量(mass) ×速度(velocity)动量定理可以表达为:物体的动量变化率等于作用在物体上的合外力。
数学表达式为:F = Δp/Δt其中,F表示作用在物体上的合外力,Δp表示物体动量的变化量,Δt表示时间的变化量。
在碰撞中,动量定理可以用来计算碰撞前后物体的速度变化。
根据动量定理,碰撞前后物体的动量守恒,即碰撞前后物体的动量总和保持不变。
二、冲量定理冲量定理是力学中描述物体碰撞过程中相互作用的基本原理。
冲量的定义如下:冲量(impulse) = 作用力(force) ×时间(time)冲量定理可以表达为:物体的冲量等于物体动量的变化量。
数学表达式为:J = Δp其中,J表示物体受到的冲量,Δp表示物体的动量变化量。
在碰撞中,冲量定理可以用来计算碰撞过程中物体所受到的力的大小和方向。
根据冲量定理,碰撞过程中物体所受到的冲量等于动量的变化量。
三、1. 弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间没有能量损失的碰撞。
根据动量定理,弹性碰撞前后物体的动量总和保持不变。
根据冲量定理,物体所受到的冲量等于动量的变化量。
因此,通过应用动量定理和冲量定理,可以计算弹性碰撞中物体的速度变化和碰撞力的大小和方向。
2. 非弹性碰撞非弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间有能量损失的碰撞。
在非弹性碰撞中,根据动量定理,物体的动量总和仍然保持不变。
然而,由于能量损失,碰撞后物体的速度会发生改变。
利用冲量定理,可以计算碰撞过程中所产生的冲量,从而得知碰撞力的大小和方向。
3. 爆炸碰撞爆炸碰撞是指物体在碰撞过程中由内部发生爆炸的碰撞。
动量定理碰撞速度公式
动量定理碰撞速度公式
动量定理是物理学中的一个重要原理,它描述了物体在碰撞过程
中的动量变化。
动量定理更确切的表述是:在物体间的相互作用中,
物体的总动量保持不变。
这意味着在碰撞这一特定情况下,两个物体
的动量总和在碰撞前后保持不变。
当两个物体发生碰撞时,我们可以使用碰撞速度公式来计算碰撞
前后物体的速度。
碰撞速度公式是一个用来计算碰撞前后物体速度的
公式,通常表示为v = (m1v1 + m2v2) / (m1 + m2)。
这个公式可以很容易地应用在我们的日常生活中。
举个例子,在
汽车事故中,碰撞前车辆的速度(v1)和碰撞前车辆的质量(m1)是
已知的。
同样地,碰撞后车辆的速度(v2)和碰撞后车辆的质量(m2)也是可以被计算出来的。
这样,我们就可以使用碰撞速度公式来计算
出汽车事故后车辆的速度。
使用动量定理和碰撞速度公式可以使我们更深入地理解碰撞过程
中的物理规律。
这不仅对研究物理学具有重要意义,也对我们的生活
和安全具有指导意义。
当我们了解了动量定理和碰撞速度公式之后,
我们就能够更好地预测和避免潜在的碰撞事故,让我们的生活更加安
全和健康。
高考物理 动量 动量定理专题 第三讲 碰撞
高考物理 动量 动量定理专题 第三讲 碰撞授课内容:碰撞模型不论地面情况如何,在碰撞瞬间,都遵循动量守恒:若粗糙,由于时间极短,内 力远大于外力根据碰撞是否损失能量,把碰撞分为:1、弹性碰撞Q=02、非弹性碰撞Q ≠01、弹性碰撞Q=0:v1=_______________; v2______________特例:当m1=m2时,碰后v1=________,v2=________当m1=m2时,二者都是运动的,然后相撞,则碰后,交换______。
2、非弹性碰撞Q≠0:特例:碰后粘在一起,可证明生热Q 最多,称为完全非弹性碰撞____________________________________例题1 在光滑的水平面上一个质量M=8kg 的大球以5m/s 的速度撞击一个静止在水平面上的质量为m=2kg 的小球。
用V 和v 表示碰撞后大球和小球的速度,下列几组数据中哪些是可能发生的,哪些是不可能发生,原因是什么?(1)V=3m/s v=7m/s(2) V=4.5m/s v=2m/s(3) V=2m/s v=12m/s(4)V=3m/s v=8m/s(5)V=4m/s v=4m/s(6) V=3.5m/s v=6m/s例题2 在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为p0的小钢球l 与静止小钢球2发生碰撞.222101122111222m v m v m v =+222101122111222m v m v m v Q =++碰撞前后球l的运动方向相反.将碰撞后球l的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有()A.E1<E0 B.p1<p0E2>E0 D.p2>p0例题3 甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p甲=5kg﹒m/s、p乙=7kg﹒m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为10kg﹒m/s。
则两球质量m甲与m乙间的关系可能是下面的哪几种?()A.m乙=m甲B.m乙=2m甲C.m乙=4m甲D.m乙=6m甲例题4 A球的质量为MA,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,B球的质量为MB。
2021-2022高二物理教科版选修3-5学案:第一章 1、2 碰撞 动量 Word版含答案
学案1 碰撞 学案2 动量[目标定位] 1.知道什么是碰撞,把握弹性碰撞和非弹性碰撞的区分.2.理解动量、冲量的概念,知道动量的转变量,并会求动量的转变量.3.理解动量定理的物理意义和表达式,能用动量定理解释现象和解决实际问题.一、碰撞中的动能变化及碰撞分类 [问题设计]某试验小组用课本中“探究碰撞前后物体动能的变化”的试验方案,探究碰撞前后动能的变化.争辩中分别得到了两组数据,如下表所示: m 1与静止的m 2碰撞,碰后分开(表一)m 1与静止的m 2碰撞,碰后粘合在一起(表二)答案 计算结果:①0.016 5 ②0.014 6 ③0.008 8 ④0.004 5从表一的数据可以看出:在试验误差允许范围内,两滑块碰撞前后的总动能几乎相等. 从表二的数据可以看出,两滑块碰撞前后的总动能并不相等,碰撞后总动能削减了.[要点提炼] 1.碰撞的定义做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用,在很短的时间内,它们的运动状态会发生显著变化,这一过程叫做碰撞. 2.碰撞的分类(1)弹性碰撞:碰撞前后两滑块的总动能不变. (2)非弹性碰撞:碰撞后两滑块的总动能削减了.(3)完全非弹性碰撞:两物体碰后粘在一起,以相同的速度运动. 3.弹性碰撞和非弹性碰撞的区分(1)从形变的角度:发生弹性碰撞的两物体碰后能够恢复原状,而发生非弹性碰撞的两物体碰后不能恢复原状.(2)从动能的角度:弹性碰撞的两物体碰撞前后动能守恒,非弹性碰撞的两物体碰撞后的动能削减,完全非弹性碰撞中动能损失最多. 二、动量 1.动量的概念(1)概念:物体的质量和速度的乘积定义为该物体的动量. (2)公式:p =m v .(3)单位:国际单位制为千克·米/秒(kg·m/s) 2.对动量的理解(1)动量的矢量性:动量是矢量,它的方向与速度v 的方向相同. (2)动量是相对量:由于速度与参考系的选择有关.一般以地面为参考系. 3.对动量变化Δp =p ′-p 的理解 (1)矢量性:与速度变化的方向相同.(2)若p ′、p 不在一条直线上,要用平行四边形定则求矢量差;若p ′、p 在一条直线上,先规定正方向,再用正、负表示p ′、p ,则可用Δp =p ′-p =m v ′-m v 进行代数运算. 4.动量p =m v 与动能E k =12m v 2的区分动量和动能表达式分别为p =m v 和E k =12m v 2.动量是矢量,而动能是标量.当速度发生变化时,物体的动量发生变化,而动能不肯定(填“肯定”或“不肯定”)发生变化. 三、动量定理 [问题设计]如图1所示,一个质量为m 的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力F ,在F 的作用下,经过时间t ,速度从v 变为v ′,应用牛顿其次定律和运动学公式推导物体的动量转变量Δp 与恒力F 及作用时间t 的关系.图1答案 这个物体在碰撞过程的加速度a =v ′-vt ①依据牛顿其次定律F =ma ② 由①②得F =m v ′-vt整理得:Ft =m (v '-v )=m v ′-m v 即Ft =m v ′-m v =Δp [要点提炼] 1.冲量(1)冲量的定义式:I =Ft .(2)冲量是过程(填“过程”或“状态”)量,反映的是力在一段时间内的积累效果. (3)冲量是矢量,冲量的方向与力F 的方向相同. 2.动量定理(1)内容:物体在一个过程始末,所受合力与作用时间的乘积等于物体的动量变化. (2)数学表达式:Ft =m v ′-m v ,其中F 为物体受到的合外力. (3)对动量定理的理解①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的缘由.②动量定理的表达式是矢量式,运用动量定理解题时,要留意规定正方向.③公式中的F 是物体所受的合外力,若合外力是变力,则F 应是合外力在作用时间内的平均值.一、碰撞的分类及其特点例1 一个质量为2 kg 的小球A 以v 0=3 m/s 的速度与一个静止的、质量为1 kg 的小球B 正碰.试依据以下数据,分析碰撞性质.(1)碰后A 、B 的速度均为2 m/s.(2)碰后A 的速度为1 m /s ,B 的速度为4 m/s. 解析 碰前系统的动能E k0=12m A v 0 2=9 J. (1)当碰后A 、B 速度均为2 m/s 时,碰后系统的动能 E k =12m A v A 2+12m B v B2 =(12×2×22+12×1×22) J =6 J<E k0 故碰撞为非弹性碰撞.(2)当碰后v A =1 m /s ,v B =4 m/s 时,碰后系统的动能 E k ′=12m A v 2A +12m B v B2 =(12×2×12+12×1×42) J =9 J =E k0 故碰撞为弹性碰撞.答案 (1)非弹性碰撞 (2)弹性碰撞 二、对动量及变化量的理解例2 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m /s ,假设球飞来的速度为50 m/s ,运动员将球以100 m/s 的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g ,试求: (1)羽毛球的动量变化量; (2)羽毛球的动能变化量.解析 (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则羽毛球的初速度:v =50 m /s ,羽毛球的末速度:v ′=-100 m/s p 1=m v 1=10×10-3×50 kg·m /s =0.5 kg·m/s. p 2=m v 2=-10×10-3×100 kg·m /s =-1 kg·m/s所以动量的变化量Δp =p 2-p 1=-1 kg·m /s -0.5 kg·m/s =-1.5 kg·m/s. 即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s ,方向与羽毛球飞来的方向相反.(2)羽毛球的初动能:E k =12m v 2=12.5 J ,羽毛球的末动能:E k ′=12m v ′2=50 J.所以ΔE k =E k ′-E k =37.5 J.答案 (1)1.5 kg·m/s ,方向与羽毛球飞来的方向相反 (2)37.5 J三、对动量定理的理解和应用例3 质量为0.5 kg 的弹性小球,从1.25 m 高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为0.8 m ,g 取10 m/s 2. (1)若地板对小球的平均冲力大小为100 N ,求小球与地板的碰撞时间;(2)若小球与地板碰撞无机械能损失,碰撞时间为0.1 s ,求小球对地板的平均冲力.。
动量定理冲量与碰撞
动量定理冲量与碰撞动量定理、冲量与碰撞在物理学中,动量是描述物体运动状态的一个重要物理量,它是物体的质量与速度的乘积。
而动量定理、冲量与碰撞是与动量相关的概念,对于解释物体运动以及碰撞过程具有重要的意义。
一、动量定理动量定理是牛顿力学中的基本定律之一,它表明在不受外力作用的封闭系统中,系统的总动量保持不变。
换句话说,如果没有外力施加在物体或物体系统上,那么它们的总动量将保持不变,即动量守恒。
动量定理可以通过如下公式来表示:F·Δt = Δp其中,F指的是物体所受的外力,Δt表示作用力所占据的时间,Δp则是物体动量的变化。
动量定理可以解释为,在相互作用力的作用下,物体受到冲量,从而产生动量的变化。
二、冲量冲量是描述力对物体施加的总效果的物理量,它是作用力对时间的积分。
冲量可以通过以下公式计算:I = ∫F dt其中,I代表冲量,F表示力,dt表示时间的微小变化。
冲量的方向与力的方向相同,而冲量的值则取决于力的大小和作用时间的长短。
冲量与动量之间有着密切的关系。
根据牛顿第二定律F = ma,将其代入冲量的计算公式可得:I = ∫F dt = ∫ma dt = ∫dp = Δp由此可见,冲量的大小等于动量的变化。
因此,在碰撞等情况下,通过考察受到的冲量,我们可以了解到物体动量的变化情况。
三、碰撞碰撞是物体之间接触并产生相互作用的过程。
在碰撞中,物体受到冲量的作用,从而产生动量的变化。
根据动量定理和冲量的定义,可以理解碰撞过程中的动量变化情况。
根据碰撞的特性,可以将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种情况。
在弹性碰撞中,物体在碰撞后能够完全弹开,并且动能守恒,总动量保持不变;而在非弹性碰撞中,物体在碰撞后会发生形变,并且有部分动能转化为其他形式的能量,总动量同样保持不变。
碰撞还可以分为完全碰撞和非完全碰撞。
在完全碰撞中,两个物体在碰撞过程中相互作用时间足够短,可以忽略外力的作用,即外力对碰撞的影响可以忽略不计。
动量、冲量及动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结
知识点一 动量、冲量、动量定理一、动量概念及其理解(1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量p=mv (2)特征: ①动量是状态量,它与某一时刻相关;②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。
(3)意义:速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。
二、冲量概念及其理解(1)定义:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量I=F △t (2)特征: ①冲量是过程量,它与某一段时间相关;②冲量是矢量,对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向。
(3)意义:冲量是力对时间的累积效应。
对于质量确定的物体来说,合外力决定着其速度将变多快;合外力的冲量将决定着其速度将变多少。
对于质量不确定的物体来说,合外力决定着其动量将变多快;合外力的冲量将决定着其动量将变多少。
三、动量定理: F ·t = m v2 – m v1F ·t 是合外力的冲量,反映了合外力冲量是物体动量变化的原因.(1)动量定理公式中的F ·t 是合外力的冲量,是使研究对象动量发生变化的原因;(2)在所研究的物理过程中,如作用在物体上的各个外力作用时间相同,求合外力的冲量可先求所有力的合外力,再乘以时间,也可求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的会冲量;(3)如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同,就只能先求每个外力在相应时间内的冲量,然后再求所受外力冲量的矢量和.(4)要注意区分“合外力的冲量”和“某个力的冲量”,根据动量定理,是“合外力的冲量”等于动量的变化量,而不是“某个力的冲量” 等于动量的变化量(注意)。
知识点二 动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结一.知识总结归纳1. 动量守恒定律:研究的对象是两个或两个以上物体组成的系统,而满足动量守恒的物理过程常常是物体间相互作用的短暂时间内发生的。
2. 动量守恒定律的条件:(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力合力为零(不管物体间是否相互作用),此时合外力冲量为零,故系统动量守恒。
动量定理的推导与碰撞问题分析
动量定理的推导与碰撞问题分析动量定理是物理学中的重要定律,描述了物体在受到外力作用下的运动状态变化。
本文将对动量定理的推导进行阐述,并分析碰撞问题。
一、动量定理的推导动量定理可以通过牛顿第二定律和运动学关系来推导得到。
先回顾一下相关的基本概念:1. 动量(Momentum):物体的动量等于它的质量与速度的乘积,用数学表示为p=mv,其中p表示动量,m表示质量,v表示速度。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在物体上的总力成正比,反比于物体的质量。
数学表达式为F=ma,其中F表示力,m表示质量,a表示加速度。
根据牛顿第二定律,可以得到物体的加速度与作用在物体上的力的关系为a=F/m。
同时,根据运动学关系v=u+at,其中v表示末速度,u表示初速度,a表示加速度,t表示时间。
将上述两个公式结合起来,可以得到动量定理的推导过程:设物体初速度为u,末速度为v,时间为t。
根据运动学关系可得v=u+at,进一步可推导出a=(v-u)/t。
代入牛顿第二定律的公式F=ma中的加速度a,可以得到F=m(v-u)/t。
根据动量的定义p=mv,可以推导出物体的初动量p₁=mu,末动量p₂=mv。
根据动量的变化Δp=p₂-p₁可得,Δp=mv-mu=m(v-u)。
而Δp表示物体动量的改变量,根据动量定理,动量的改变量等于作用在物体上的力的大小乘以时间,即Δp=Ft。
将前面得到的Δp的表达式代入,可以得到Ft=m(v-u)。
而右边的表达式m(v-u)即为动量的变化量。
因此,根据上述推导过程,可以得出动量定理的数学表达式为:Ft=Δp=m(v-u)。
二、碰撞问题的分析碰撞是物体之间相互作用的一种形式,可以分为完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况。
下面将对这两种碰撞情况进行分析。
1. 完全弹性碰撞完全弹性碰撞是指碰撞之后物体之间没有能量损失,且动量守恒。
在完全弹性碰撞中,物体的速度改变方向,但总动能不变。
根据动量守恒可以得到,对于完全弹性碰撞,碰撞前物体的总动量等于碰撞后物体的总动量。
高中物理动量定理在碰撞问题中的应用
高中物理动量定理在碰撞问题中的应用在高中物理的学习中,动量定理是一个非常重要的知识点,特别是在解决碰撞问题时,它具有广泛的应用。
动量定理揭示了物体在受到外力作用时,其动量的变化与外力的冲量之间的关系。
首先,让我们来回顾一下动量定理的基本内容。
动量定理表述为:合外力的冲量等于物体动量的变化量。
其数学表达式为:$I =\Delta p$ ,其中$I$ 表示合外力的冲量,$\Delta p$ 表示动量的变化量。
冲量$I$ 等于合外力$F$ 与作用时间$t$ 的乘积,即$I = Ft$ 。
动量$p$ 则等于质量$m$ 与速度$v$ 的乘积,即$p = m v$ 。
在碰撞问题中,由于碰撞过程往往时间极短,相互作用力极大,我们很难直接去分析碰撞过程中力的变化情况。
但通过动量定理,我们可以绕过这个复杂的过程,直接关注碰撞前后物体动量的变化。
例如,当两个质量分别为$m_1$ 和$m_2$ ,速度分别为$v_1$ 和$v_2$ 的物体发生正碰时,假设碰撞后它们的速度分别变为$v_1'$和$v_2'$。
根据动量守恒定律,有$m_1 v_1 + m_2 v_2= m_1 v_1' + m_2 v_2'$。
但如果我们想进一步了解碰撞过程中的细节,比如碰撞时间、碰撞力的大小等,动量定理就发挥了重要作用。
假设碰撞时间为$t$ ,那么对于物体 1 ,其受到的合外力的冲量为$F_1 t$ ,根据动量定理,有$F_1 t = m_1 (v_1' v_1)$;对于物体 2 ,同理有$F_2 t = m_2 (v_2' v_2)$。
通过这些式子,我们可以计算出碰撞过程中平均作用力的大小。
比如,如果已知碰撞前后的速度以及碰撞时间,就可以求出碰撞过程中的平均作用力。
再来看一个实际的例子。
假设一辆质量为$m_1$ 的汽车以速度$v_1$ 行驶,与一辆静止的质量为$m_2$ 的汽车发生碰撞,碰撞后两车结合在一起共同运动,速度为$v$ 。
使用动量定理解决碰撞问题
使用动量定理解决碰撞问题碰撞是物体在相互作用下发生的短暂接触或相互接近的过程。
在力学中,解决碰撞问题是一个重要的课题,而动量定理则是解决碰撞问题的基础理论之一。
本文将介绍如何使用动量定理来解决碰撞问题,并探讨其在实际生活中的应用。
动量定理是力学中一个重要的定律,它描述了物体在外力作用下的运动规律。
根据动量定理,一个物体所受到的力的变化率等于物体的动量变化率。
换句话说,当一个物体受到外力作用时,它的动量将发生改变。
这个定理有助于我们理解和预测物体在碰撞过程中的行为。
在碰撞问题中,我们要求解的是碰撞前后物体的速度、质量或弹性系数等未知量。
通过应用动量定理,我们可以得到一些关键的等式,从而解决碰撞问题。
考虑一个简单的碰撞问题:两个物体A和B在一条直线上运动,并相互碰撞。
设A的质量为m1,速度为v1,B的质量为m2,速度为v2。
假设碰撞后,A的速度变为v1',B的速度变为v2'。
根据动量定理,我们可以得到下面的等式:m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1' + m2 * v2'这个方程表示了碰撞前后物体总动量的守恒。
换句话说,碰撞前后的总动量是不变的。
根据这个等式,我们就可以通过已知量来求解未知量。
除了总动量守恒,碰撞问题还涉及到能量守恒和动能守恒。
能量守恒指的是在碰撞过程中,系统的总能量不变。
动能守恒是能量守恒的特例,指的是碰撞前后物体的总动能保持不变。
这两个守恒定律在某些碰撞问题中也会发挥重要作用。
通过结合动量定理和能量守恒或动能守恒,我们可以得到更多的方程,从而求解更复杂的碰撞问题。
动量定理在实际生活中有着广泛的应用。
一个例子是汽车碰撞。
在一场车祸中,当两辆车相撞时,根据动量定理,我们可以估计碰撞后车辆的运动状态。
这对于交通事故的调查和预防非常重要。
此外,动量定理也在体育运动中有着重要的应用。
例如,在击球运动中,根据球和球拍的质量和速度,我们可以预测球的飞行轨迹和击球后的反弹方向。
动量定理与动量守恒在碰撞问题中的应用
动量定理与动量守恒在碰撞问题中的应用碰撞是物体在一定时间内相互接触并作用的过程。
在碰撞中,动量定理和动量守恒是解决碰撞问题的基本原理。
本文将从理论和实例两个方面介绍动量定理和动量守恒在碰撞问题中的应用。
一、动量定理的基本原理动量定理是描述物体运动状态变化的定理,它表明当一个物体受到外力作用时,其动量的变化率等于作用力的大小与方向。
根据动量定理,我们可以分析碰撞中物体的运动变化。
在弹性碰撞中,动量守恒是一个基本原理。
根据动量守恒定律,在弹性碰撞中,两个物体碰撞前后的总动量保持不变。
这意味着碰撞前后物体的总动量相等。
二、动量定理和动量守恒在弹性碰撞中的应用假设有两个质量相等的弹性物体A和B,它们的速度分别为v1和v2。
当A和B进行碰撞时,根据动量定理,碰撞前后的总动量相等。
设碰撞后物体A和B的速度分别为v1'和v2',则根据动量守恒定律:m1*v1 + m2*v2 = m1*v1' + m2*v2'其中,m1和m2分别为物体A和B的质量。
这个方程可以帮助我们求解碰撞后物体的速度。
实际上,碰撞问题在工程和日常生活中有着广泛的应用。
比如,在交通事故中,通过分析碰撞前后物体的动量变化,可以了解事故发生的原因和力的大小。
另外,在体育运动中,如乒乓球、网球等,动量定理和动量守恒也是解决碰撞问题的重要工具。
三、动量定理和动量守恒在非弹性碰撞中的应用非弹性碰撞是指碰撞过程中发生能量损失的情况。
在非弹性碰撞中,动量守恒仍然成立,但动能不守恒。
物体在碰撞后会失去一部分能量,转化为其他形式的能量,如热能、声能等。
以汽车碰撞为例。
当两辆汽车发生碰撞时,碰撞过程中会产生巨大的冲击力,使汽车受到变形和损坏。
在这种情况下,动量守恒仍然适用,碰撞前后的总动量保持不变,但碰撞能量会转化为其他形式的能量,如摩擦热、声能等。
动量定理和动量守恒在非弹性碰撞中的应用可以帮助我们分析和研究碰撞的后果,对设计更安全的汽车车身结构、制定交通安全法规等方面具有重要意义。
动量定理在碰撞中的应用
动量定理在碰撞中的应用在物理学的广袤领域中,动量定理是一个极其重要的概念,尤其是在研究物体碰撞的现象时,其作用更是不可小觑。
要理解动量定理在碰撞中的应用,首先得明白什么是动量。
动量,简单来说,就是物体的质量乘以其速度。
用公式表示就是 p = mv ,其中 p 是动量,m 是物体的质量,v 是物体的速度。
动量定理指出,合外力的冲量等于物体动量的增量。
这意味着在一个过程中,作用在物体上的合外力的冲量,会导致物体动量发生变化。
在碰撞过程中,动量定理的应用十分广泛。
比如说,两个小球发生碰撞。
在碰撞之前,它们各自有着特定的速度和动量。
当它们碰撞的瞬间,会产生相互作用力,这个力的作用时间虽然短暂,但却会引起它们动量的改变。
假设我们有一个质量为 m1 的小球,以速度 v1 向右运动,另一个质量为 m2 的小球,以速度 v2 向左运动。
它们发生正碰后,速度分别变为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,在没有外力作用的情况下,碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
即:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
而动量定理则告诉我们,碰撞过程中力的作用时间 t 与力的大小 F的乘积,等于物体动量的变化量。
比如在汽车碰撞的事故中,动量定理就能很好地解释事故的严重性。
一辆高速行驶的汽车,具有较大的动量。
当它与其他物体碰撞时,由于碰撞时间极短,瞬间产生的冲击力会非常大。
这巨大的冲击力可能会对车辆和乘客造成严重的损伤。
再看体育运动中的例子,比如打台球。
当球杆击打台球时,在很短的时间内给台球施加了一个力。
根据动量定理,这个力使得台球的动量发生改变,从而让台球以新的速度和方向运动。
又比如在拳击比赛中,拳击手出拳打击对手。
拳头与对手身体接触的时间很短,但产生的冲击力很大。
这冲击力的大小取决于拳头的动量变化以及碰撞时间。
拳击手通过控制出拳的速度、力量和技巧,来有效地利用动量定理,给对手造成更大的打击。
1.2动量定理-同步练习(含解析)【新教材】-人教版(2019)高中物理选修第一册(机构 )
1.2动量定理-同步练习(含解析)一、单选题1.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是()A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积2.人从高处跳到低处时,为了安全,一般都是前脚掌先着地,并在着地的过程中屈腿下蹲,这是为了()A.减小人的动量变化量B.减小人脚所受的冲量C.增大人对地的压强,使人站立得更稳,起到安全作用D.延长人体速度变化所经历的时间,从而减小地面对人脚的作用力3.古时有“守株待兔”的寓言.假设兔子质量约为2kg,以15m/s的速度奔跑,撞树后反弹的速度为1m/s,则兔子受到撞击力的冲量大小为()A.28 N·sB.29N·sC.31 N·sD.32 N·s4.从同一高度自由下落的玻璃杯,掉在水泥地面上易碎,掉在软泥地面上不易碎,这是因为()A.掉在水泥地面上,玻璃杯的动量大B.掉在水泥地面上,玻璃杯的动量变化大C.掉在水泥地面上,玻璃杯受到的冲量大D.掉在水泥地面上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地面上一样大,但与水泥地面作用时间短,因而受到的水泥地的作用力大5.鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。
假设在某次空难中,鸟的质量为0.6kg,飞行的速度为3m/s,迎面撞上速度为720km/h的飞机,对飞机的撞击力达到1.6×106N。
则鸟撞飞机的作用时间大约为()A.7.6×10-6sB.7.6×10-5sC.1.5×10-5sD.1.5×10-4s6.如图所示,把茶杯压在一张白纸上,第一次用水平力迅速将白纸从茶杯下抽出;第二次以较慢的速度将白纸从茶杯下抽出。
下列说法中正确的是()A.第二次拉动白纸过程中,纸对茶杯的摩擦力大一些B.第一次拉动白纸过程中,纸对茶杯的摩擦力大一些C.第二次拉出白纸过程中,茶杯增加的动量大一些D.第一次拉出白纸过程中,纸给茶杯的冲量大一些二、多选题7.质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度变为v,在这段时间内物体动量变化量的大小可能是()A.m(v-v0)B.mgtC.mD.m8.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。
动量定理及碰撞类动量守恒定律的应用(解析版)
动量定理及碰撞类动量守恒定律的应用1.动量定理及动量守恒定律在高考物理中拥有极其重要的地位,它们不仅是力学知识体系的核心组成部分,也是分析和解决物理问题的重要工具。
2.在高考命题中,动量定理及动量守恒定律的考查形式丰富多样。
这些考点既可能以选择题、计算题的形式直接检验学生对基本原理的掌握情况,也可能通过复杂的计算题、应用题,要求学生运用动量定理和动量守恒定律进行深入分析和计算。
此外,这些考点还经常与其他物理知识点相结合,形成综合性强的题目,以检验学生的综合应用能力。
3.备考时,考生应首先深入理解动量定理和动量守恒定律的基本原理和概念,明确它们的适用范围和条件。
其次,考生需要熟练掌握相关的公式和计算方法,并能够在实际问题中灵活运用。
此外,考生还应注重解题方法的总结和归纳,特别是对于典型题目的解题思路和方法,要进行反复练习和巩固。
考向一:弹簧类问题中应用动量定理1.动量定理的表达式F ·Δt =Δp 是矢量式,在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正方向。
运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F 是物体或系统所受的合力。
2.动量定理的应用技巧(1)应用I =Δp 求变力的冲量如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I =Ft 求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp ,等效代换得出变力的冲量I 。
(2)应用Δp =F Δt 求动量的变化考向二:流体类和微粒类问题中应用动量定理1.流体类“柱状模型”问题流体及其特点通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”,质量具有连续性,通常已知密度ρ分析步骤1建立“柱状模型”,沿流速v 的方向选取一段柱形流体,其横截面积为S2微元研究,作用时间Δt 内的一段柱形流体的长度为Δl ,对应的质量为Δm =ρSv Δt 3建立方程,应用动量定理研究这段柱状流体2.微粒类“柱状模型”问题微粒及通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”,质量具有独立性,通常给出单位体其特点积内粒子数n分析步骤1建立“柱状模型”,沿运动的方向选取一段微元,柱体的横截面积为S2微元研究,作用时间Δt内一段柱形流体的长度为Δl,对应的体积为ΔV=Sv0Δt,则微元内的粒子数N=nv0SΔt3先应用动量定理研究单个粒子,建立方程,再乘以N计算考向三:碰撞类和类碰撞类问题中应用动量守恒定律1.碰撞三原则:(1)动量守恒:即p1+p2=p1′+p2′.(2)动能不增加:即E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p212m1+p222m2≥p1′22m1+p2′22m2.(3)速度要合理①若碰前两物体同向运动,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前′≥v后′。
动量定理与碰撞过程的能量转换解析
动量定理与碰撞过程的能量转换解析动量定理是描述物体运动变化的重要原理之一,它的应用涉及到碰撞过程中的能量转换。
本文将围绕这两个主题展开探讨,首先介绍动量定理的基本原理,接着解释在碰撞过程中能量是如何转换的。
动量定理是牛顿运动定律之一,在牛顿运动定律的基础上提供了运动变化的定量描述。
根据动量定理,一个物体的运动变化是由作用在它上面的外力决定的。
具体而言,动量定理可以表示为:物体的动量变化率等于作用在物体上的外力的大小与方向。
数学表达式为:Δp = FΔt其中,Δp表示物体的动量变化,F表示作用在物体上的外力,Δt表示作用时间。
由于动量是质量与速度的乘积,因此可以推导出动量定理的另一种形式:Δ(mv) = FΔt其中,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
这个式子告诉我们,当外力作用于物体上时,物体的质量与速度会发生变化,从而导致动量的变化。
接下来,我们探讨碰撞过程中的能量转换。
碰撞是指两个或多个物体之间发生的相互作用。
在碰撞过程中,能量可以在物体之间相互转化,从一个物体转移到另一个物体。
碰撞可以分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞两种情况。
完全弹性碰撞指的是碰撞过程中能量完全守恒,即碰撞前后的总机械能保持不变。
在完全弹性碰撞中,物体之间的相对速度发生改变,但总的机械能保持不变。
这意味着,在碰撞过程中,动能、势能等形式的能量会在物体之间转换。
这种能量转换是通过弹性势能的转变实现的。
例如,当两个弹性小球碰撞时,其中一个小球的动能会转化为弹性势能,然后再转化回动能。
非完全弹性碰撞指的是碰撞过程中能量不完全守恒,即碰撞前后的总机械能不保持不变。
在非完全弹性碰撞中,物体之间会发生能量损失,例如声能、热能等,这些能量以其他形式消耗掉。
因此,在非完全弹性碰撞中,碰撞前后的总机械能会有所减少。
碰撞过程中的能量转换可以通过动量定理进行解析。
根据动量定理可以计算出碰撞发生前后的总动量的变化,进而推导出动能的变化。
在完全弹性碰撞中,由于总的机械能保持不变,可以通过动量定理计算出动能的变化。
碰撞作用力计算公式
碰撞作用力计算公式碰撞是物体之间相互作用的一种形式,它可以产生作用力。
在物理学中,碰撞作用力的计算公式是非常重要的,它可以帮助我们理解碰撞过程中的能量转化和动量守恒。
碰撞作用力的计算公式可以通过动量定理和能量守恒定律来推导。
在碰撞过程中,物体之间会产生作用力,这个作用力可以通过动量定理来计算。
动量定理可以表示为,FΔt = Δp,其中F是作用力,Δt是作用时间,Δp是动量的变化量。
根据动量定理,我们可以得到碰撞作用力的计算公式为,F = Δp/Δt。
另外,根据能量守恒定律,碰撞过程中的能量守恒可以帮助我们推导出碰撞作用力的计算公式。
在碰撞过程中,动能和势能会发生变化,而总能量是守恒的。
根据能量守恒定律,我们可以得到碰撞作用力的计算公式为,F = ΔE/Δx,其中ΔE 是能量的变化量,Δx是位置的变化量。
根据以上两个公式,我们可以得到碰撞作用力的综合计算公式为,F = Δp/Δt = ΔE/Δx。
这个公式可以帮助我们计算碰撞过程中的作用力,从而更好地理解碰撞的物理过程。
在实际的物理实验中,我们可以通过测量物体的质量、速度和位置的变化来计算碰撞作用力。
首先,我们需要测量物体的质量,然后通过测量物体的速度变化来计算动量的变化量Δp。
接着,我们可以通过测量位置的变化来计算能量的变化量ΔE。
最后,根据上述公式,我们就可以计算出碰撞作用力。
除了上述的基本计算公式,碰撞作用力的计算还受到一些其他因素的影响,比如碰撞的角度、速度、质量等。
在实际应用中,我们需要考虑这些因素对碰撞作用力的影响,从而更准确地计算碰撞作用力。
总之,碰撞作用力的计算公式是物理学中的重要知识点,它可以帮助我们理解碰撞过程中的能量转化和动量守恒。
通过动量定理和能量守恒定律,我们可以推导出碰撞作用力的计算公式,从而更好地理解碰撞的物理过程。
在实际应用中,我们可以通过测量物体的质量、速度和位置的变化来计算碰撞作用力,从而更准确地分析碰撞过程。
希望本文对读者对碰撞作用力的计算公式有所帮助。
动量定理碰撞速度公式如何计算
动量定理碰撞速度公式如何计算按碰撞过程中动能的损失情况区分,碰撞可分为二种:1.弹性碰撞:碰撞前后系统的总动能不变,对两个物体组成的系统满足:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′1/2m1v12+1/2m2v2′=1/2m1v1′2+1/2m2v2′2两式联立可得:v1′=[m1-m2 v1+2m2v2]/ m1+m2v2′=[m2-m1 v2+2m1v1]/ m1+m22.完全非弹性碰撞,该碰撞中动能的损失最大,对两个物体组成的系统满足:m1v1+m2v2=(m1+m2)v3.非弹性碰撞,碰撞的动能介于前两者碰撞之间1p=p′,即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时或某一中间状态时的总动量;2Δp=0 ,即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成,则可表述为:m?v?+m?v?=m?v?′+m?v?′等式两边均为矢量和;3Δp?=-Δp? . 即若系统由两个物体组成,则两个物体的动量变化大小相等,方向相反,此处要注意动量变化的矢量性.在两物体相互作用的过程中,也可能两物体的动量都增大,也可能都减小,但其矢量和不变。
(1)系统不受外力或系统所受的外力的合力为零。
(2)系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多。
(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量保持不变——分动量守恒。
注意:1区分内力和外力:碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力;系统以外的物体施加的,叫做外力。
2在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化。
例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。
烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
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应用动量定理解题的步骤:
1、确定研究对象。 2、进行受力分析,确定全部外力及作用时间 3、找出物体的初末状态并确定相应的动量。 4、选正方向并给每个力的冲量和初末状态动 量带上正负号,以表示和正方向同向或反向。 5、根据动量定理列方程求解。
练习册P9 3.(对动量定理的理解和应用)从同样高度落下的玻璃杯, 掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其 原因是( D ) ①掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃 杯动量小 ②掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在 草地上的玻璃杯动量改变小 ③掉在水泥地上的玻璃杯 动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 ④掉在 水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而 掉在草地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间长 A.①② B.②③ C.②④ D.③④
练习册P9 4.(对动量定理的理解和应用)一辆轿车强行超车时,与 另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后连为一体,两 车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞 前的速度约为30 m/s.则: (1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是 多大? (2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作 用时间是1 s,求这时人体受到的平均冲力为多大?
将0.5kg小球以10m/s的速度竖直向上抛出,在3s 内小球的动量变化的大小等于______kg· m/s,方向 ______;若将它以10m/s的速度水平抛出,在3s内小球 的动量变化的大小等于______kg· m/s,方向______
物体在做下面几种运动时,物体在任何相等的时间 内动量变化总是相等的是; A.做匀变速直线运动 B.做竖直上抛运动 C.做平抛运动 D.做匀速圆周运动
一.碰撞的定义:
两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常 之强的相互作用。 二.碰撞的特点 ①相互作用时间短 ②相互作用力变化快,作用力峰值大,因而其他外力可 以忽略。(物体之间的内力远大于外力) 三.碰撞的分类
一.碰撞的定义:
两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常 之强的相互作用。 二.碰撞的特点 ①相互作用时间短 ②相互作用力变化快,作用力峰值大,因而其他外力可 以忽略。(物体之间的内力远大于外力) 三.碰撞的分类
③
F
合
ΔP Δt (合外力等于动量的变化率)
(牛顿第二定律的另一种表达形式)
注意:恒力、变力均适用。对于变力情况,动量定理中 的F合应理解为变力在时间内的平均值。 思考:请解释鸡蛋从同一高处自由落下,落到硬桌面上 易碎,而落在松软的海绵上不易碎。 思考: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?
A碰前 第 1次 弹性碰撞 第2次 非弹性碰撞 第 3次 不成立 10J B碰前 5J A碰后 5J B碰后 10J
10J
15J
5J
5J
4J
7J
9J
14J
一个质量为1kg的静止的物体放在水平地面上,用 F=10N的恒力作用在物体上,动摩擦因数为0.2,则: ⑴在5s内物体受到的各个力的冲量分别是多少? ⑵合力的冲量是多少? ⑶物体的在5s未的动量是多少? ⑷在5s内动量的变化是多少?
ABC
历史上对碰撞问题的研究
历史上对碰撞问题的研究
历史上对碰撞问题的研究
1.最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长、 物理学教授马尔西。(1639年) 2.伽利略、马利特、 牛顿、笛卡儿、惠更斯等先后进 行实验,逐渐归纳成系统理论,总结出规律。 3.近代,通过高能粒子的碰撞,发现新粒子。 (1925年,1935年,1995年,诺贝尔奖)
正碰:物体碰撞时速度沿着连心线方向
斜碰:物体碰撞时的速度不在两球的连心线上
V
V
正碰 (对心碰撞)
斜碰 (非对心碰撞)
从碰撞的具体运动过程来看,各种碰撞都经历了 如下过程:
两 物 体 压缩过程 发 生 动能转化 接 为势能或 触 势能和内 能等 形变完全恢复 弹性碰撞 势能转化为动能 (动能守恒)
非弹性碰撞 形变部分恢复 (动能转化为内 内能不能逆转 能等)
两 者 速 度 相 等
形变完全不恢复 完全非弹性碰撞 内能不能逆转 (动能损失最大)
2、按碰撞前后的能量分为: ①弹性碰撞:两小球碰撞后形变能完全恢复,没有能量 损失,碰撞前后两小球的总动能相等 ②非弹性碰撞:两小球碰撞后形变不能完全恢复,将有 一部分动能转化为内能,碰撞前后两小球的总动能不相 等(碰后的动能小鱼碰前的动能)
想像远比知识重要,知识有涯,而想像能 环抱整个世界。 ——爱因斯坦
第一章 碰撞与动量守恒
1.2 动量定理
1.动量定理: 物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
2.表达式: F合 t=mv1-mv0 I 合 =△ p 3.理解:
①合外力冲量是物体动量变化的原因 ②大小相等和方向相同(矢量式) 对某一方向研究时可写成分量式,即: Fxt=△Px Fyt=△Py, 即某一方向的冲量只引起该方向的动量改变
答案 (1)5.4×104 N (2)1.8×103 N
A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球 在运动中空气阻力不计,则下述说法中正确的是 [ AC ] A.相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同 B.相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同 C.动量的变化率大小相等,方向相同 D.动量的变化率大小相等,方向不同
③完全非弹性碰撞: 是非弹性磁撞的特例,碰撞后完全不反弹,两个物体 粘在一起(具有共同的速度),总动能损失最多。
碰撞分类 弹性碰撞
形变情况 形变可以完全 恢复
能量变化 机械能守恒
非弹性碰撞 完全非弹性 碰撞
形变不可以完 全恢复 形变完全不可 以恢复
机械能不守恒, 有损失 机械能损失最 大
在同一水平面上有两个质量相等的小球A、B,若碰撞前 后两者的动能分别如表中所示,判断各次分别是哪种碰 撞?
【例】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度 飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小 为45m/s。设球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒 球的平均作用力有多大?
【例】一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个 沙坑里,若从小球接触沙坑到小球陷至最低点经历了 0.2s,则这段时间内沙坑对小球的平均作用力为多少? (g取10m/s2,不计空气阻力)