如同動能定理一樣,學習動量定理之前,必須深刻了解一些基本概念。其中兩個重要概念是??沖量與動量。
(一)沖量
力和力的作用時間的乘積,稱為力的沖量,即I=Ft.
概念及其簡單,卻蘊含深刻的物理意義。
(1)沖量亦是力的作用效果的量度,是一個過程量,是力作用一段時間的累積效應。
(2)沖量是一個矢量,沖量的方向由力的方向決定(這只是當力的方向不變時才嚴格成立),其單位就是牛秒 。
(3)如果力的方向時刻變化,沖量的方向由作用這段時間的動量變化量的方向決定。關于這一點,學習動量定理后,非常的清晰。
(4)關于沖量的計算:
1、 只適用于力是恒力的情況,當力是變力,特別是力的方向時刻變化的情況,上面公式不適用。
思考題:如果力的方向不變,而力的大小雖時間是線性關系時,這種力經歷一段時間的沖量為多少?如何計算?
2、如果某個力的方向時刻變化,求其在某一時間內的沖量,必須使用動量定理。
3、求沖量,必須明確指明是求某個力的某個時間段的沖量,是合力,就是求合力的沖量,是分力,就指明是哪個分力的沖量。在同一時間段里,合力的沖量為各個分力的沖量的矢量和。絕不能把不同時間段里的沖量混合計算。這一條與下一條不能混淆了。
4,如果力是在某一長時間段里,經歷各個小的時間段,而每一小時間段里,力是恒力,那么求出各小時間段里的沖量,然后把這些小時間段的沖量矢量累加得到就是變力在長時間段里的總的沖量。
(二)動量
物體的質量與速度的乘積,稱為物體的動量,即
p=mv
(1)動量既是矢量也是狀態(tài)量,動量的方向有物體的速度方向一致。單位為千克米每秒。
思考題:動能是矢量還是標量?是狀態(tài)量還是過程量?
(2)動量的絕對數值也是與運動參考系的選取有關系的,因為速度的結果與運動參考系的選取有關。因此分析問題時,必須指明參考系。在沒有特別說明的情況下,默認地球為參考系。
(3)盡管速度與動量對于一個(質量不變的)物體來說,是一一對應的關系。但是速度與動量的物理意義是不同的。它們的不同主要體現在不同質量的物體、物體系上。特別是研究物體系的運動規(guī)律,速度沒有動量的意義廣泛。另外,在微觀領域,速度的概念將失去意義,而動量卻顯“神威”,當然動量的定義肯定有所區(qū)別了。請有興趣的同學們,再認真思考這個問題。
(4)動量的物理意義,其實就是體現在兩個物理規(guī)律上??動量定理及動量守恒定律。
1、揭示了力作用一段時間后對物體的作用效果;
2、揭示了相互作用的物體系統,在作用過程中遵循的規(guī)律。
(三)動量定理
動量定理的內容:物體在一個過程的始末的動量的變化量等于它在這個過程中所受(合外)力的沖量。
(4)動量的變化量的運算是遵循平行四邊形法則的。
(5)物體在某一時刻的動量與受力或受力的沖量沒有必然關系,合外力的沖量與動量的變化量之間才構成關系。
思考題:比較動能定理與動量定理,從物理意義上、數學表達式的性質上、適用領域上等方面比較。
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