10动量定理解析
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高三物理10 - 冲量与动量动量定理知识点解析解题方法考点突破例【本讲主要内容】冲量与动量、动量定理认识冲量和动量概念,动量定理的理解和应用。
【知识掌握】【知识点精析】1. 动量和冲量动量按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:P=mv 特点:①瞬时性:动量是描述运动的状态参量。
对比:状态量定义关系决定因素速度v P/m √2Ek/m 加速度 a 动能Ek 动量P mv 12mv 2P2/2m 总功W 2mEk 合外力冲量I 注意:高考题常需利用三个量间的关系求解。
讨论:在光滑水平面上有A、B两物体向同一方向运动,发生正碰前A、B动量分别为5kgm/s、7kgm/s,碰撞后A的动量变为3kgm/s。
A、B两物体质量关系如何?②相对性:与参照系的选取有关。
③矢量性:与速度的方向相同。
练习:质量为100g的网球以6m/s的速度垂直撞击墙面,之后以4m/s速度反弹。
则网球撞墙前后动量变化有多少?注意:计算动量的变化量应先选取正方向,矢量的正负表示方向。
冲量按定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量,对于变力的冲量,只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
特点:①时间性:冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
注意:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不做功,但一定有冲量。
例:质量为m的小球高为H的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?解析:力的作用时间都是t2H12gsinsin2H, g力的大小依次是mg、mgcosα和mgsinα,冲量依次是:IGm2gHm2gH,IN,I合m2gHsintan②绝对性:与参照系的选取无关。
③矢量性:冲量是矢量,它的方向力的方向决定。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
2. 动量定理内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
即I=ΔP 或Ft =mv2-mvl 说明:①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度,给出了冲量和动量变化间的互求关系。
第10章 动量定理主要内容10.1.1 质点系动量及冲量的计算质点的动量为v K m =质点系的动量为C i i m m v v K ∑=∑=式中m 为整个质点系的质量;对于刚体系常用i C i i m v k K ∑=∑=计算质点系的动量,式中v Ci 为第i 个刚体质心的速度。
常力的冲量t ⋅=F S力系的冲量⎰∑=∑=21d )(t t i i t t F S S或⎰⎰=∑=2121d )(d )(R t t t t i t t t t F F S10.1.2 质点系动量定理质点系动量定理建立了质点系动量对于时间的变化率与外力系的主矢量之间的关系,即)(d de i tF K ∑= (1)质点系动量的变化只决定于外力的主矢量而与内力无关。
(2)质点系动量守恒定律:当作用于质点系的外力系的主矢量0)(=∑e iF ,质点系动量守恒,即K =常矢量。
或外力系的主矢量在某一轴上的投影为零,则质点系的动量在此轴上的投影守恒,如0=∑x F ,则x K =常量。
10.1.3 质心运动定理质点系的质量与质心加速度的乘积等于外力系的主矢量。
即()())(d d d de i i i c m tM t F v v ∑=∑= 对于刚体系可表示为)(1Cie i ni m F a∑=∑=式中a Ci 表示第i 个刚体质心的加速度。
10.1.4 定常流体流经弯管时的动约束力定常流体流经弯管时,v C =常矢量,流出的质量与流入的质量相等。
若流体的流量为Q ,密度为ρ。
流体流经弯管时的附加动约束力为)(12Nv v F -=''Q ρ 式中v 2,v 1分别为出口处和入口处流体的速度矢量。
基本要求1. 能理解并熟练计算动量、冲量等基本物理量。
2. 会应用动量定理解决质点系动力学两类问题,特别是已知运动求未知约束力的情形。
当外力主矢量为零时,会应用动量守恒定理求运动的问题。
3. 会求解定常流体流经弯管时的附加动反力。