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高中物理動量定理,驗證動量定理

  • 物理
  • 2024-06-16

高中物理動量定理?動量定理 (1)內容:物體所受合力的沖量等于物體的動量變化。表達式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p 動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當合外力為變力時,F是合外力對作用時間的平均值。p為物體初動量,p′為物體末動量,那么,高中物理動量定理?一起來了解一下吧。

動量知識點總結

用動量定理解釋生活中的現象

[例 1] 豎立放置的粉筆壓在紙條的一端.要想把紙條從粉筆下抽出,又要保證粉筆不倒,應該緩緩、小心地將紙條抽出,還是快速將紙條抽出?說明理由。

[解析] 紙條從粉筆下抽出,粉筆受到紙條對它的滑動摩擦力μmg作用,方向沿著紙條抽出的方向.不論紙條是快速抽出,還是緩緩抽出,粉筆在水平方向受到的摩擦力的大小不變.在紙條抽出過程中,粉筆受到摩擦力的作用時間用t表示,粉筆受到摩擦力的沖量為μmgt,粉筆原來靜止,初動量為零,粉筆的末動量用mv表示.根據動量定理有:μmgt=mv。

如果緩慢抽出紙條,紙條對粉筆的作用時間比較長,粉筆受到紙條對它摩擦力的沖量就比較大,粉筆動量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了一定的速度.由于慣性,粉筆上端還沒有來得及運動,粉筆就倒了。

如果在極短的時間內把紙條抽出,紙條對粉筆的摩擦力沖量極小,粉筆的動量幾乎不變.粉筆的動量改變得極小,粉筆幾乎不動,粉筆也不會倒下。

用動量定理解曲線運動問題

[例 2] 以速度v0 水平拋出一個質量為1 kg的物體,若在拋出后5 s未落地且未與其它物體相碰,求它在5 s內的動量的變化.(g=10 m/s2)。

[解析] 此題若求出末動量,再求它與初動量的矢量差,則極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力,故所求動量的變化等于重力的沖量.則

Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。

動量的增量而不是變化量

動力學的普遍定理之一。內容為物體動量的增量等于它所受合外力的

沖量

,或所有外力的沖量的矢量和。如以m表示

物體的質量

,v1、v2

表示物體的初速、

末速

,I表示物體所受的沖量,則得mv2-mv1=I。式中

三量

都為

矢量,應按矢量

;只在三量同向或反向時

,可按

代數量

運算,同向為正,反向為負,

動量定理

牛頓第二定律

推出,但其適用范圍既包含宏觀、低速物體,也適用于微觀、高速物體。

推導:

F=ma

....

牛頓第二運動定律

帶入v

=

v0

+

at

得v

=

v0

+

Ft/m

化簡

得vm

-

v0m

=

Ft

把vm做為描述運動狀態的量,叫動量。

(1)內容:物體所受合力的沖量等于物體的動量變化。

表達式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p

動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力。它可以是

恒力

,也可以是變力。當合外力為變力時,F是合外力對作用時間的平均值。p為物體初動量,p′為物體末動量,t為合外力的作用時間。

(2)F△t=△mv是矢量式。在應用動量定理時,應該遵循

矢量運算

的平行四邊表法則,也可以采用

正交分解法

,把矢量運算轉化為

標量

運算。假設用Fx(或Fy)表示合外力在x(或y)軸上的分量。(或)和vx(或vy)表示物體的初速度和末速度在x(或y)軸上的分量,則

Fx△t=mvx-mvx0

Fy△t=mvy-mvy0

上述兩式表明,合外力的沖量在某一

坐標軸

上的分量等于物體動量的增量在同一坐標軸上的分量。

高中物理動量定理題型及答案

1.動量和沖量

(1)動量:物體的質量和速度的乘積叫做動量:

P=mv

特點:

①瞬時性:動量是描述運動的狀態參量.

②相對性:與參照系的選取有關.

③矢量性:與速度的方向相同.

(2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做沖量:

I=Ft(F為恒力)

高中階段只要求會用I=Ft計算恒力的沖量,對于變力的沖量,只能利用動量定理通過

物體的動量變化來求.

特點:

①時間性:沖量是描述力的時間積累效應的物理量,它與時間相對應.

注意:沖量和功不同.恒力在一段時間內可能不做功,但一定有沖量

②絕對性:與參照系的選取無關.

③矢量性:沖量是矢量,它的方向由力的方向決定(不能說和力的方向相同).如果力

的方向在作用時間內保持不變,那么沖量的方向就和力的方向相同.

2.動量定理

(1)內容:物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化.即

I=ΔP或F?t =mv2-mvl

(2)說明:

①動量定理表明沖量是使物體動量發生變化的原因,沖量是物體動量變化的量度,給出

了沖量(過程量)和動量變化(狀態量)間的互求關系.動量定理中的等號(=),表明合

外力的沖量與研究對象的動量增量的數值相等,方向一致,單位相同,但絕不能認為合外力

的沖量就是動量的增量.

②動量定理的沖量必須是物體所受的合外力的沖量(或者說是物體所受各外力沖量的矢量和).

合外力沖量的求法:

①合外力與時間的乘積;

②各力沖量的矢量和:尤為適用各段運

動受力不同時.合外力包括重力,可以是恒力,也可以是變力.當合外力為變力時,

F應該是合外力對作用時間的平均值.

③現代物理學把合力定義為物體動量的變化率:

F=ΔP/Δt(牛頓第二定律的動量形式).

④動量定理的表達式是矢量式,動量變化的方向與合外力沖量方向一致.在一維的情況

下,各個矢量必須以同一個規定的正方向表示.

動量定理中ΔP= mv2-mvl 是研究對象的動量增量,式中“一”號是運算符號,與正方向的選取無關.

⑤研究對象可為單個物體或系統,研究過程可包括多段過程.

3.動量和動能的關系

p2=2mEk

高中選擇性必修一物理

動量定理

(1)內容:物體所受合力的沖量等于物體的動量變化。

表達式:Ft=mv′-mv=p′-p,或Ft=△p

動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當合外力為變力時,F是合外力對作用時間的平均值。p為物體初動量,p′為物體末動量,t為合外力的作用時間。

(2)F△t=△mv是矢量式。在應用動量定理時,應該遵循矢量運算的平行四邊表法則,也可以采用正交分解法,把矢量運算轉化為標量運算。假設用Fx(或Fy)表示合外力在x(或y)軸上的分量。(或)和vx(或vy)表示物體的初速度和末速度在x(或y)軸上的分量,則

Fx△t=mvx-mvx0

Fy△t=mvy-mvy0

上述兩式表明,合外力的沖量在某一坐標軸上的分量等于物體動量的增量在同一坐標軸上的分量。在寫動量定理的分

驗證動量定理

系統合外力為0,動量守恒:mvo=(M+m)v

所以v=0.75m/s

總機械能損失:E=mv0^2/2-(M+m)v^2/2=3.375J

摩擦產生的熱:Q=2f△s=2μmgL=3J

所以碰撞過程中能量損失為E-Q=0.375J

以上就是高中物理動量定理的全部內容,彈跳后到達的高度為h2,剛離網時速度方向向上,大小,接觸過程中運動員受到向下的重力mg和網對其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向,由動量定理得: 。由以上三式解得:,代入數值得: F=1.2×103 N。

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