第09讲 冲量定理
- 格式:ppt
- 大小:407.00 KB
- 文档页数:32
高中物理:常见的计算冲量的方法力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
用公式可表示为I=Ft。
冲量是矢量,冲量的运算遵循平行四边形定则。
冲量的定义式是I=Ft,可该公式并不能计算所有情况的冲量,只能用于计算恒力的冲量。
下文所要阐述的是高中阶段常见的计算冲量的方法。
一、用I=Ft计算恒力冲量恒力的冲量分为单个恒力冲量和几个恒力的合冲量。
谈到冲量,一定要明确是哪个力、在哪段时间内的冲量。
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。
不论是直线运动还是曲线运动,只要是恒力的冲量,都可以直接用I=Ft计算。
在计算某个恒力的冲量时,不需要考虑被作用的物体是否运动,作用力是何性质的力,也不需要考虑作用力是否做功及是否还有其它力存在。
1.单个恒力的冲量单个恒力的冲量直接用该力乘以该力作用的时间,即I=Ft。
冲量的方向与力的方向一致。
(1)曲线运动中单个恒力的冲量例1.一个质量为m的物体,从离地面高为h的位置以初速度v0水平抛出,求物体从开始抛出到落至地面这段时间内重力的冲量。
解析:因为重力为恒力,其大小为mg,方向竖直向下,所以重力的冲量可直接用I=Ft解。
设物体运动的时间为t,因在竖直方向上,平抛运动是自由落体运动,所以h=,t=。
重力在这段时间内的冲量大小为:I=Ft=mgh=冲量的方向与重力的方向一致,即竖直向下。
(2)直线运动中单个恒力的冲量例2、如图1所示,质量为m的小滑块沿倾角为的斜面向上滑动,经过时间t1,速度为零后又下滑,经过时间t2回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff,在整个运动过程中,重力对滑块的总冲量为()图1A.B.C.D.0解析:重力是恒力,重力的冲量等于重力与重力作用时间的乘积,即整个运动过程中重力的冲量。
选项C正确。
2.几个恒力合力的冲量物体同时受到几个恒力的作用,物体受到的合冲量可以有以下求法:(1)先求出几个力的合力F合,再求合力的冲量,即I合=F合t。
高二物理冲量知识点高二物理冲量知识点1冲量是力的时间累积效应的量度,是矢量。
如果物体所受的力是大小和方向都不变的恒力F,冲量I就是F和作用时间t的乘积。
如果F的大小、方向是变动的,冲量I应用矢量积分运算。
冲量通常用来求短暂过程(如撞击)中物体间的作用力,即由物体的动量增量和作用的时间而估算其作用力。
此力又称冲力。
冲量的单位在国际单位制中是牛·秒(N·s)。
通常用I(大写的i)表示。
冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}2.冲量:I=Ft{I:冲量(N•s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}3.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}4.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´5.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}6.非弹性碰撞Δp=0;0ΔEKΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的动能}7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}8.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2´=2m1v1/(m1+m2)9.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)10.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}注:(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行高二物理冲量知识点2一、电源和电流1、电流产生的条件:(1)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子)(2)导体两端存在电势差(电压)(3)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
冲量动量知识点总结冲量是指物体受到外力作用的时间积累,它是一个矢量,大小等于外力对物体作用的时间积累。
动量是物体运动的属性,它是物体质量和速度的乘积,也是一个矢量。
在这篇文章中,我将详细介绍冲量和动量的概念,它们的计算方法以及它们在物理学中的重要应用。
一、冲量的定义和计算1. 冲量的定义冲量指的是物体受到外力作用的时间积累,它是一个矢量,大小等于外力对物体作用的时间积累。
冲量的物理量纲是N·s,表示牛顿秒。
2. 冲量的计算冲量的计算公式为:J = FΔt其中,J表示冲量,F表示外力的大小,Δt表示外力作用的时间。
如果外力随时间变化,则需要用积分来计算冲量:J = ∫Fdt二、动量的定义和计算1. 动量的定义动量指的是物体运动的属性,它是物体质量和速度的乘积,也是一个矢量。
动量的物理量纲是kg·m/s,表示千克米每秒。
动量的大小和方向均由物体的质量和速度决定。
2. 动量的计算动量的计算公式为:p = mv其中,p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
三、冲量动量定理冲量动量定理是描述物体运动的重要定律之一。
它表明,当外力作用于物体时,物体的动量会发生变化,这个变化等于物体受到的冲量。
冲量动量定理可以用数学公式表示为:J = Δp其中,J表示物体受到的冲量,Δp表示物体动量的变化。
四、冲量和动量的应用1. 弹性碰撞和非弹性碰撞冲量和动量的概念在解释碰撞过程中起着重要作用。
在弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动量守恒,即Σp₁ = Σp₂。
而在非弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动量不守恒,但是碰撞前后物体受到的总冲量相等。
2. 牛顿运动定律冲量和动量的概念也是牛顿运动定律的重要基础。
牛顿第二定律F = ma可以写成Δp = FΔt,即物体受到的冲量等于物体动量的变化。
3. 动量守恒定律动量守恒定律是动量的一个重要性质,在某些情况下,物体的总动量是守恒的。
例如,如果系统受到外力的合力为零,那么系统的总动量就是守恒的。
§37.1 冲量定理法
定解问题2000(,)||0||0tt xx x x l t t t u a u f x t u u u u ====⎧-=⎪==⎨⎪==⎩
(,)(,)/f x t F x t ρ= 作用于弦上单位长度单位质量上的力。
力(,)f x t 持续作用于整个系统,对(,)u x t 的影响是0—t 时刻的作用的累加,注意到: 0(,)(,)()t
f x t f x t d τδττ=-⎰。
考虑到泛定方程和定解条件的线性性,则方程的解应是由瞬时力引起的振动的累加。
即0(,)(,,)t
u x t v x t d ττ=⎰(这里要求初始条件为零,因为我们只考虑了时刻t=0之后的瞬时力的作用)其中:
22(,)()00t 00000(,)()(,)()||0||0||0||0tt xx tt xx f x t x x l x x l t t t t t t v a v f x t v a v f x t v v v v v v v v τδτττττδττδτ-=====-===-=-⎧⎧-=--=-⎪⎪==⇒==⎨⎨⎪⎪====⎩⎩
由于直到时刻仍未起作用对泛定方程从00ττ-→+积分有2000||(,,)0(,)2
t t xx v v a v x f x τττττ+---+⨯=即 0|(,)t t v f x ττ=+=考虑到(,)()f x t t δτ-从0t τ=+开始不再起作用,因此
若将初始时刻取0t τ=+,则有()
2000000,,tt xx x x l t t t a f x ττυυυυυυτ===+=+⎧-=⎪⎪==⎨⎪==⎪⎩ 求出该自由振动的(),,x t υτ,然后再进行叠加。
动量定理定义物体动量的增量等于它所受合外力(切记单个力与和外力的区别)的冲量即Ft=Δvm,或所有外力的冲量的矢量和。
[1]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,这个结论叫做动量守恒定律。
动能定理定义物体动能的增量等于它所受和外力对它所做的功fs=1/2mv^2。
S为物体在和外力方向上移动的距离。
动量定理与动能定理的区别动量定理:Ft=mv2-mv1反映了力对时间的累积效应(冲量),其增量是力在时间上的积累。
动能定理:Fs=1/2mv^2-1/2mv0^2反映了力对空间的累积效应(功),其增量是力在空间上的积累。
力作用在物体上的冲量与所做功的区别一个力F作用在物体上,时间为t,无论物体是否运动,力F对物体的冲量为Ft。
如果物体在力的方向上没有移动则对物体做功为0,移动s,物体做功为Fs。
实用理解如以m表示物体的质量,v1、v2 表示物体的初速度、末速度,I表示物体所受的冲量,则得mv2-mv1=I。
式中三量都为矢量,应按矢量运算;只在三量同向或反向时,可按代数量运算,同向为正,反向为负,动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'动量守恒定律的适用条件(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。
3.动量守恒的数学表述形式: (1)p=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; (2)Δp=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:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(等式两边均为矢量和); (3)Δp1=-Δp2. 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、质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停在沙坑里。
高考物理冲量与动量公式高考物理中,我们经常会涉及到冲量和动量的计算。
冲量和动量是描述物体运动状态的重要物理量,对于我们理解和分析物体的运动具有重要意义。
下面是关于冲量与动量的公式及其应用的详细介绍。
一、冲量的概念和计算公式1.冲量的概念冲量是一个描述力和时间的关系的物理量,表示作用力对物体的影响程度。
冲量的大小等于力对物体产生的加速度的乘积。
2.冲量的计算公式冲量的计算公式是冲量等于力与时间的乘积。
冲量用J表示,公式为:J=F×Δt其中,J表示冲量,F表示力,Δt表示作用时间。
二、冲量的应用冲量是描述力对物体的作用程度的物理量,对于解决与撞击、碰撞、抛掷等有关的问题具有重要的作用。
1.冲量与撞击问题当两个物体相撞时,冲量会导致物体的速度发生改变。
例如,当一个足球以一定的速度撞击到球门门框时,冲量的大小与作用力有关,而作用时间与球门门框的稳定性有关。
2.冲量与碰撞问题在碰撞问题中,冲量是描述碰撞过程中力对物体的影响程度的重要物理量。
根据冲量的大小和方向,可以判断碰撞过程中物体的相对运动情况,并进一步分析碰撞的严重程度及对物体运动状态的影响。
例如,当两个车辆发生碰撞时,冲量的大小和方向会影响车辆的运动轨迹和速度变化。
三、动量的概念和计算公式1.动量的概念动量是一个描述物体运动状态的重要物理量,它是质量与速度的乘积,用来量度物体运动的“力量”。
动量的大小与物体质量和速度的乘积成正比,与物体速度的方向相符。
2.动量的计算公式动量的计算公式是动量等于质量与速度的乘积。
动量用P表示,公式为:P=m×v其中,P表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
四、动量的应用动量是描述物体运动状态的重要物理量,在解决与物体运动有关的问题中具有重要的作用。
1.动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统内,物体的总动量在没有外力作用下保持不变。
例如,在碰撞问题中,根据动量守恒定律可以判断碰撞过程中物体的速度变化情况。
高一物理冲量 动量定理人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:冲量 动量定理知识要点:1. 了解冲量的概念,会求力的冲量。
2. 理解动量定理的内容,会用动量定理求解有关问题。
3. 通过动量定理进一步理解动量守恒定律。
重点、难点解析1. 冲量力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
冲量是矢量:它的方向由力的方向决定。
在国际单位制中,冲量的单位是N ·s理解冲量这一概念时,要注意的几点:(1)冲量是过程量,它反映的是力在一段时间内的积累效果。
所以,它取决于力和时间两个因素,较大的力在较短的时间内的积累效果,可以和较小的力在较长时间内的积累效果相同。
求冲量时一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。
(2)根据冲量的定义式I Ft =,只能直接求恒力的冲量,无论是力的大小还是方向发生变化时,都不能直接用I Ft =求力的冲量。
(3)当力的方向不变时,冲量的方向跟力的方向相同,当力的方向变化时,冲量的方向一般根据动量定理来判断。
2. 动量定理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的力的冲量,这个关系叫做动量定理。
公式/12()mv mv F t t -=-中F 为合外力,即物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
3. 计算力的冲量及物体的动量有两种方法:一是运用定义式I Ft =,p mv =,根据具体情况确认是求某一力的冲量,还是合力的冲量,明确所求冲量跟哪一段时间相对应,I Ft =只适用于恒力,否则不能直接用定义式计算。
而动量是状态量,计算时必须明确是哪一个物体在哪一个时刻或哪一位置的动量。
由于速度具有相对性,所以动量也具有相对性,一般取大地为参照物。
二是运用动量定理p I ∆=,可根据物体的动量变化计算出合力的冲量或某一个力的冲量,也可根据物体所受合力冲量计算物体动量变化。
动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力,不但适用于物体做直线运动,也适用于物体做曲线运动,且不涉及过程中的加速度和位移。
1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。
是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量。
通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。
单位是kg·m/s;2、动量和动能的区别和联系动量是矢量,而动能是标量。
因此,物体的动量变化时,其动能不一定变化;而物体的动能变化时,其动量一定变化。
因动量是矢量,故引起动量变化的原因也是矢量,即物体受到外力的冲量;动能是标量,引起动能变化的原因亦是标量,即外力对物体做功。
动量和动能都与物体的质量和速度有关,两者从不同的角度描述了运动物体的特性,且二者大小间存在关系式:P2=2mEk3、动量的变化及其计算方法动量的变化是指物体末态的动量减去初态的动量,是矢量,对应于某一过程(或某一段时间),是一个非常重要的物理量。
其计算方法:(1)ΔP=Pt一P0,主要计算P0、Pt在一条直线上的情况。
(2)利用动量定理ΔP=F·t,通常用来解决P0、Pt;不在一条直线上或F为恒力的情况。
1、冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量。
是矢量,如果在力的作用时间内,力的方向不变,则力的方向就是冲量的方向;冲量的合成与分解,按平行四边形法则与三角形法则。
冲量不仅由力的决定,还由力的作用时间决定。
而力和时间都跟参照物的选择无关,所以力的冲量也与参照物的选择无关。
单位是N·s;2、冲量的计算方法(1)I=F·t.采用定义式直接计算、主要解决恒力的冲量计算问题。
(2)利用动量定理 Ft=ΔP.主要解决变力的冲量计算问题,但要注意上式中F为合外力(或某一方向上的合外力)。
三、动量定理1、动量定理:物体受到合外力的冲量等于物体动量的变化。
Ft=mv/一mv或 Ft=p/-p;该定理由牛顿第二定律推导出来:(质点m在短时间Δt内受合力为F合,合力的冲量是F合Δt;质点的初、未动量是 mv0、mvt,动量的变化量是ΔP=Δ(mv)=mvt-mv0.根据动量定理得:F合=Δ(mv)/Δt)2.单位:牛·秒与千克米/秒统一:l千克米/秒=1千克米/秒2·秒=牛·秒;3.理解:(1)上式中F为研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。