动量和动量定理
[探新知·基础练]
1.动量
(1)定义:物体的质量和速度的乘积。
(2)公式:p=mv。
(3)单位:千克·米/秒,符号:kg·m/s。
(4)矢量性:方向与速度的方向相同。运算遵守平行四边形定则。
2.动量的变化量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量),Δp=p′-p(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的动量运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向,不代表大小)。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.物体的动量越大,其惯性也越大。(×)
2.同一物体的动量越大,其速度一定越大。(×)
3.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向。(√)
[释疑难·对点练]
对动量的理解
1.动量是状态量
进行动量运算时,要明确是哪一个物体在哪一个状态(时刻)的动量。公式p=mv中的速度v是瞬时速度。
2.动量具有相对性
物体的动量与参考系的选择有关。选不同的参考系时,同一个物体的动量可能不同,通常在不指明的情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量。
[特别提醒]
(1)动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,但它们描述的角度不同。动量是从动力学角度描述物体运动状态的,它描述了运动物体能够产生的效果;速度是从运动学角度描述物体运动状态的。
(2)动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,动量是矢量,但动能是标量,它们之间数值的关系是:Ek=,p=。
[试身手]
1.关于动量的概念,下列说法中正确的是( )
A.动量大的物体惯性一定大
B.动量大的物体运动一定快
C.动量相同的物体运动方向一定相同
D.动量相同的物体速度大小一定相等
解析:选C 根据p=mv可知,选项A、B、D错;动量是矢量,其方向就是速度的方向,故选项C正确。
[探新知·基础练]
1.冲量定义
力与力的作用时间的乘积。
2.公式
I=F(t′-t)。
3.单位
牛顿·秒,符号N·s。
4.方向
与力的方向相同。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.冲量的方向一定与力的方向相同。(×)
2.求力的冲量都可以用公式I=Ft求解。(×)
[释疑难·对点练]
1.冲量的理解
(1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
(2)冲量是矢量,在力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
(3)冲量的单位:在国际单位制中,力F的单位是牛顿,时间t的单位是秒,所以冲量的单位是牛·秒。动量与冲量的单位关系是:1 N·s=1 kg·m/s,但要区别使用。
2.冲量的计算
(1)求某个恒力的冲量:
用该力的大小和力的作用时间的乘积来求,与其他力是否存在及物体的运动状态无关。
(2)求多个力的冲量:
①如果是一维情形,可以化为代数和,如果不在一条直线上,求合冲量遵循平行四边形定则;
②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解。若两个力的作用时间不同,则只能用第一个方法。