物理第一輪考綱知識(shí)復(fù)習(xí)之動(dòng)量守恒定律
一、動(dòng)量
1、動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量.P=mv
是矢量,方向與速度方向相同;動(dòng)量的合成與分解,按平行四邊形法則、三角形法則.是狀態(tài)量;
通常說物體的動(dòng)量是指運(yùn)動(dòng)物體某一時(shí)刻的動(dòng)量(狀態(tài)量),計(jì)算物體此時(shí)的動(dòng)量應(yīng)取這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
是相對(duì)量;物體的動(dòng)量亦與參照物的選取有關(guān),常情況下,指相對(duì)地面的動(dòng)量。單位是kg?m/s;
2、動(dòng)量和動(dòng)能的區(qū)別和聯(lián)系
、 動(dòng)量的大小與速度大小成正比,動(dòng)能的大小與速度的大小平方成正比。即動(dòng)量相同而質(zhì)量不同的物體,
其動(dòng)能不同;動(dòng)能相同而質(zhì)量不同的物體其動(dòng)量不同。
、 動(dòng)量是矢量,而動(dòng)能是標(biāo)量。因此,物體的動(dòng)量變化時(shí),其動(dòng)能不一定變化;而物體的動(dòng)能變化時(shí),其動(dòng)量一定變化。
、 因動(dòng)量是矢量,故引起動(dòng)量變化的原因也是矢量,即物體受到外力的沖量;動(dòng)能是標(biāo)量,
引起動(dòng)能變化的原因亦是標(biāo)量,即外力對(duì)物體做功。
、 動(dòng)量和動(dòng)能都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),兩者從不同的角度描述了運(yùn)動(dòng)物體的特性,且二者大小間存在關(guān)系式:P2=2mEk
3、動(dòng)量的變化及其計(jì)算方法
動(dòng)量的變化是指物體末態(tài)的動(dòng)量減去初態(tài)的動(dòng)量,是矢量,對(duì)應(yīng)于某一過程(或某一段時(shí)間),是一個(gè)非常重要的物理量,其計(jì)算方法:
。1)ΔP=Pt一P0,主要計(jì)算P0、Pt在一條直線上的情況。
。2)利用動(dòng)量定理 ΔP=F?t,通常用來解決P0、Pt;不在一條直線上或F為恒力的情況。
二、沖量
1、沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量.
是矢量,如果在力的作用時(shí)間內(nèi),力的方向不變,則力的方向就是沖量的方向;沖量的合成與分解,按平行四邊形法則與三角形法則.沖量不僅由力的決定,還由力的作用時(shí)間決定。而力和時(shí)間都跟參照物的選擇無關(guān),所以力的沖量也與參照物的選擇無關(guān)。單位是N?s;
2、沖量的計(jì)算方法
(1)I= F?t.采用定義式直接計(jì)算、主要解決恒力的沖量計(jì)算問題。I=Ft
。2)利用動(dòng)量定理 Ft=ΔP.主要解決變力的沖量計(jì)算問題,但要注意上式中F為合外力(或某一方向上的合外力)。
三、動(dòng)量定理
1、動(dòng)量定理:物體受到合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化.Ft=mv/一mv或 Ft=p/-p;
該定理由牛頓第二定律推導(dǎo)出來:(質(zhì)點(diǎn)m在短時(shí)間Δt內(nèi)受合力為F合,合力的沖量是F合Δt;質(zhì)點(diǎn)的初、未動(dòng)量是 mv0、mvt,動(dòng)量的變化量是ΔP=Δ(mv)=mvt-mv0.根據(jù)動(dòng)量定理得:F合=Δ(mv)/Δt)
2.單位:N?S與kgm/s統(tǒng)一:lkgm/s=1kgm/s2?s=N?s;
3.理解:(1)上式中F為研究對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。
。2)動(dòng)量定理中的沖量和動(dòng)量都是矢量。定理的表達(dá)式為一矢量式,等號(hào)的兩邊不但大小相同,而且方向相同,在高中階段,動(dòng)量定理的應(yīng)用只限于一維的情況。這時(shí)可規(guī)定一個(gè)正方向,注意力和速度的正負(fù),這樣就把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
。3)動(dòng)量定理的研究對(duì)象一般是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)。求變力的沖量時(shí),可借助動(dòng)量定理求,不可直接用沖量定義式.
四、動(dòng)量守恒定律
內(nèi)容:相互作用的'物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動(dòng)量保持不變。即作用前的總動(dòng)量與作用后的總動(dòng)量相等.(研究對(duì)象:相互作用的兩個(gè)物體或多個(gè)物體所組成的系統(tǒng))
動(dòng)量守恒定律適用的條件
守恒條件:①系統(tǒng)不受外力作用。 (理想化條件)
、谙到y(tǒng)受外力作用,但合外力為零。
、巯到y(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。
、芟到y(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零,在這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。
⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零,該階段系統(tǒng)動(dòng)量守恒,
即:原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零),分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動(dòng)量守恒。
例:火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進(jìn),拖車在脫勾后至停止運(yùn)動(dòng)前的過程中(受合外力為零)動(dòng)量守恒
常見的表達(dá)式
不同的表達(dá)式及含義(各種表達(dá)式的中文含義):
P=P′ 或 P1+P2=P1′+P2′或 m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′
。ㄆ渲衟/、p分別表示系統(tǒng)的末動(dòng)量和初動(dòng)量,系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量P等于相互作用后的總動(dòng)量P′)
ΔP=0 (系統(tǒng)總動(dòng)量變化為0,或系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零。)
Δp1=-Δp2,(其中Δp1、Δp2分別表示系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體初、末動(dòng)量的變化量,表示兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),各自動(dòng)量的增量大小相等、方向相反)。
如果相互作用的系統(tǒng)由兩個(gè)物體構(gòu)成,動(dòng)量守恒的實(shí)際應(yīng)用中具體來說有以下幾種形式
A、m1vl+m2v2=m1v/l+m2v/2,各個(gè)動(dòng)量必須相對(duì)同一個(gè)參照物,適用于作用前后都運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)。
B、0= m1vl+m2v2,適用于原來靜止的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)。
C、m1vl+m2v2=(m1+m2)v,適用于兩物體作用后結(jié)合在一起或具有共同的速度。
原來以動(dòng)量(P)運(yùn)動(dòng)的物體,若其獲得大小相等、方向相反的動(dòng)量(-P),是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動(dòng)的臨界條件。即:P+(-P)=0
4。 爆炸現(xiàn)象的三個(gè)規(guī)律
。1)動(dòng)量守恒:由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的,爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力,所以在爆炸過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。
。2)動(dòng)能增加:在爆炸過程中,由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以爆炸前后系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。
。3)位置不變:爆炸和碰撞的時(shí)間極短,因而作用過程中,物體產(chǎn)生的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以認(rèn)為爆炸或碰撞后仍然從爆炸或碰撞前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)。
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