物理:动量与冲量

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资源描述

一、动量:1.何谓动量(运动量):就是运动中惯性。(1)物体质量量值。2.影响因素:(2)物体速度。动量与冲量3.动量(momentum)(1)定义:运动物体质量(m)与瞬时速度(v)的乘积。(2)方向:为向量,方向为运动速度方向。(3)单位(SI制):由公式得知千克.米/秒(kg.m/s)。(4)物体于二维空间运动:分析方式:分解成水平与垂直方向,P=mvX分量:Px=mvxY分量:Py=mvy4.现象讨论:(1)质量同、速度大的棒球,动量较大。▲速度小▲速度大(2)质量大,具较大动量。▲质量小▲质量大二、冲量1.冲力(冲击力)(impulsiveforce):(1)作用力仅发生很短的时间内。(2)效应:物体运动状态改变。2.冲量(J)(impulse)(1)定义:物体受力F的作用,经一段时间△t,外力(F)与作用时距(△t)乘积。(2)冲量值:ΣFiΔtiΔti:极短时间间隔Fi:每时间间隔的作用力(3)冲量量值于F-t关系图:曲线与t轴包围的面积。J=ʃFdt=F-t关系线下之面积(5)单位(SI制):牛顿‧秒或N‧s。(4)方向:为向量,方向与作用力方向相同。FF2F1t初t1t2t末0t(6)冲量值计算:定力时:使用公式计算J=FΔt。(图1)▲图1▲图2变力时:使用F-t图,曲线与t轴包围的面积。(图2)(7)冲量与牛顿第二运动定律联结:作用力效应:可产生加速度,产生动量变化。质点所受的外力=动量对时间的变化。〈证明〉F=Ma=mΔvΔt=mv1-mv2Δt=ΔPΔt所以:FΔt=ΔP1.推论原理:由牛顿第二运动定律2.结论:所有外力作用物体的冲量=物体在施力前后的动量变化量三、冲量-动量原理(impulse-momentumtheorem):3.证明:或4.思考推论:变力冲量或F-t曲线下的面积,可视为用一固定平均力与时间间距的乘积。5.讨论:利用:J=FΔt=ΔP,得知:(1)作用时间Δt一定:冲力(F)愈大,产生愈大动量变化。(2)相同的动量变化:作用时间Δt与平均作用力F成反比。在撞击测试里,质量2000kg的汽车撞击墙壁,如图所示。若初始速度v1=15m/s(向右),撞后的速度v2=2.0m/s(向左),碰撞时间为0.010s,求:(1)汽车的初始动量为何?(2)汽车的撞后动量为何?(3)碰撞期间墙给汽车的冲量为何?(4)碰撞期间墙给汽车的平均作用力为何【相关练习:习题1.、2.】范例6-1动量、冲量的定义,冲量-动量原理,平均力与冲量之关系。策略概念解(1)撞球与桌壁碰撞前、后的动量变化为何?(2)桌壁作用于撞球的平均作用力为何?【相关练习:习题8.】范例6-2撞球的质量为1.0kg,在光滑水平桌面上以10m/s之速率、与桌壁夹53°角之方向撞击桌壁,再以相同的速率及角度反弹,如图所示。若撞球与桌壁之接触时间为0.050s,则:1.动量为质量与速度的乘积。2.动量为向量,定向右、向上为正,可利用向量的减法处理,求得动量变化。3.冲量-动量定理﹕概念策略解

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