2020高中物理选修3-5同步第十六章2动量和动量定理.pdf

【动量和动量定理】是高中物理选修3-5中的重要概念，主要涉及物体运动状态的描述和变化规律。动量是物体质量和速度的乘积，表示物体运动状态的一个物理量，具有矢量性质，即它有大小和方向，方向与物体速度的方向一致。动量的变化量Δp等于末动量p'减去初动量p，同样遵循矢量运算规则。 冲量则是力和作用时间的乘积，I=Ft，是过程量，与力的作用时间有关，也是矢量，方向与力F的方向相同。动量定理指出，物体动量的变化量等于物体在此过程中所受合外力的冲量，即Ft=mv'-mv。这个定理可以用来解释和解决实际问题，例如碰撞、爆炸等现象。 对于动量和动能之间的关系，动量p=mv是矢量，动能Ek=1/2mv^2是标量。当质量相同的物体动量相等时，它们的动能也必然相等，但动能相等时，动量可能不同，因为动量还取决于速度的方向。动量和动能之间存在关系：Ek=p^2/2m或p=√2mEk。 在应用动量定理解决问题时，需要注意以下几个方面： 1. 冲量的方向：冲量的方向与作用力的方向一致，即使是恒力的冲量，其方向也由力的方向决定。 2. 动量变化量的方向：动量变化量Δp的方向与速度变化量的方向相同，若速度大小不变仅方向改变，动量也会发生变化。 3. 动量定理的应用：例如，如果物体在某段时间内动量发生了变化，那么这段时间内物体受到的合外力不为零；反之，如果合外力的冲量为零，物体的动量变化量也为零。 通过具体的实例，例如羽毛球被击打的过程，我们可以计算出动量变化量Δp和动能变化量ΔEk。在羽毛球案例中，运动员击球使羽毛球速度从50 m/s变为100 m/s反向，动量变化量为1.5 kg·m/s，方向与来球方向相反；动能变化量为37.5 J。 此外，当物体在力的作用下保持静止，如斜面上的物体在拉力作用下，虽然力不做功，但力的冲量仍然存在，例如拉力F的冲量为Ft，重力的冲量为mgt。 动量和动量定理是理解和解决动力学问题的关键工具，它们帮助我们描述和预测物体在力的作用下的运动状态变化。在学习中，不仅要掌握概念，还要熟悉如何进行动量和冲量的计算，以及如何运用动量定理分析和解决问题。