1、动量 冲量 动量定理一、动量(一、动量(p p)1.定义:p=mv有大小和方向,是矢量.单位:kgms-1.2.物理意义:描述物体机械运动状态的物理量.3.动量变化:运算应用平行四边形定则.如果运动变化 在同一直线,那么选定一个正方向,动量变化运算便简化为代数运算:p=p2-p1=mv2-mv1.二、冲量(二、冲量(I I)1.定义:I=Ft有大小和方向,是矢量.单位:Ns.2.物理意义:描述力在某段时间内积累效应的物理量,是过程量.3.冲量的计算:恒力的冲量可用I=Ft计算.变力指大小和方向改变的力、冲量不能用Ft计算.一般是根据动量定理,用动量改变量P来计算.4.冲量是指某个力而言,计算某
2、一个力冲量与其他力无关.而求对一个物体的冲量一般指的是合外力冲量.三、动量定理三、动量定理 1.定理内容:物体所受合外力的冲量等于它动量的变化的表达式:Ft=mv-mv.2.动量定理是根据牛顿第二定律F=ma、运动学公式v=v0+at和力F是恒定的情况下推导出来的.因此能用牛顿第二定律和运动学公式能解的恒力问题,凡不涉及加速度和位移的,用动量定理求解较为方便.同时要注意的是,动量定理也适用于随时间变化的变力问题.3.牛顿第二定律的动量表达式为F=(p-p)/t,要用其解释一些生活中现象.(如玻璃杯落在水泥地摔碎而落在地毯上无事)4.应用动量定理解题的步骤:(1)选取研究对象;(2)确定所研究的
3、物理过程及初、末状态;(3)分析研究过程中物体的受力情况;(4)根据动量定理形式,规定正方向;(5)解方程、统一单位、求解.【例1】如图5-1-1所示,质量为2kg的物体沿倾角为30高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中,求:(1)重力的冲量;(2)支持力的冲量;(3)合外力的冲量.(g=10m/s2)【解析】求某个力的冲量时,只有恒力才能用公式I=Ft,而对于变力一般用动量定理求解,此题物体下滑过程中各力均为恒力,所以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解.由牛顿第二定律F=ma得 下滑的加速度a=gsin=5m/s2.由s=(1/2)at2得下滑时间,所以重力的冲量IG=mgt
4、=2102=40Ns.支持力的冲量IF=Ft=mgcos30t=20 Ns,合外力的冲量IF合=F合t=mgsin30t=20Ns.【点评】某个力的冲量与合外力的冲量要注意区分.如5-1-2图,物重10N,放在桌面上静止不动,经历时间10秒钟,重力的冲量不是0而是IG=Gt=1010=100Ns.【例2】如图5-1-3把重物G压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动;若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面抽出,解释这些现象的正确说法()A.在缓缓拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大B.在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力小C.在缓缓拉动时,纸带给重物的冲量可能大D.在迅速拉动时,纸带给重物的
5、冲量可能小CD【解析】在缓缓拉动时,两物体之间的作用力是静摩擦力;在迅速拉动时,它们之间的作用力是滑动摩擦力.由于滑动摩擦力f=N(是动摩擦因数),而最大静摩擦力fm=mN(m是静摩擦系数)且=m.一般情况下可以认为f=fm即滑动摩擦力f近似等于最大静摩擦力fm.因此,一般情况是:缓拉,摩擦力小;快拉,摩擦力大,故判断A、B都错.缓拉纸带时,摩擦力虽小些,但作用时间可以很长,故重物获得的冲量,即动量的改变量可以很大,所以能把重物带动;快拉时,摩擦力虽大些,但作用时间很短,故冲量小,所以重物动量的改变量小.因此答案C、D正确.【例3】某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲
6、的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m.在着地过程中,对他双脚的平均作用力估计为()A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍 C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍B【解析】本题问题情景清晰,是一道应用动量定量解释物理现象的好题.为了使得从高处跳下时减少地面对双腿的冲击力,应减少h跳下前的高度;增大h双脚弯曲时重心下移的距离.即不宜笔直跳下,应先蹲下后再跳,着地时应尽可能向下弯曲身体,增大重心下降的距离.实际操作中,还有很多方法可以缓冲地面的作用力.如先使前脚掌触地等.也可同样运用动量定理解释.对本题分析如下:下落2m双脚刚着地时的速度为v=.触地后,速度从v减为0的时间可以认
7、为等于双腿弯曲又使重心下移 h=0.5m所需时间.在估算过程中,可把地面对他双脚的力简化为一个恒力,故重心下降过程可视为匀减速过程.从而有:gh2t=h/v平均=h/(v/2)=2h/v.在触地过程中,有(N-mg)t=mv,即N=mg+mv/t=mg+mv/(2h/v)=mg+mv2/2h,=mg+mgh/h=5mg.因此答案B正确.【点评】题中的(N-mg)t=mv,许多同学在独立做题时容易做成Nt=mv而得出N=4mg的错误结论.【例5】据报载:1962年,一架“子爵号”客机,在美国伊利奥特市上空与一只天鹅相撞,客机坠毁,十七人丧生,1980年,一架英国“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一
8、只秃鹰相撞,飞机坠毁,飞行员弹射逃生.小小的飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物?下面我们通过简要计算来说明这一问题.【解析】设鸟的质量m=1.0kg,鸟的身长L=15cm(除去毛),鸟与飞机相撞面积S=0.01m2,相撞前鸟的速度约为0(因远小于飞机速度),相撞后其速度与飞机相同.飞机飞行速度v=600m/s(现代超音速飞机的飞行速度是声速的二到三倍),因飞机质量M m,故相撞过程中飞机速度不变,因此,撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.510-4s.取鸟为研究对象,因撞击时间极短,因此可认为撞击时间内,鸟受到飞机对它的撞击力为F.根据动量定理可得:Ft=mv1-mv0 F=(mv1-m
9、v0)/t=1.0600/2.510-4N=2.4106N.这里所求出的撞击力F,实际上只是撞击时间内的平均值,可近似认为撞击力的峰值Fm=2F=4.8106N.根据牛顿第三定律可知,鸟与飞机相撞时,飞机所受的最大撞击力亦为4.8106N,这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压强P=F/S=4.8106/0.01=4.8108Pa,这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的.1、再长的路一步一步得走也能走到终点,再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。2、从善如登,从恶如崩。3、现在决定未来,知识改变命运。4、当你能梦的时候就不要放弃梦。5、龙吟八洲行壮志,凤舞九天挥鸿图。6、天下大事,必作于细;天
10、下难事,必作于易。7、当你把高尔夫球打不进时,球洞只是陷阱;打进时,它就是成功。8、真正的爱,应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。9、永远不要逃避问题,因为时间不会给弱者任何回报。10、评价一个人对你的好坏,有钱的看他愿不愿对你花时间,没钱的愿不愿意为你花钱。11、明天是世上增值最快的一块土地,因它充满了希望。12、得意时应善待他人,因为你失意时会需要他们。13、人生最大的错误是不断担心会犯错。14、忍别人所不能忍的痛,吃别人所不能吃的苦,是为了收获别人得不到的收获。15、不管怎样,仍要坚持,没有梦想,永远到不了远方。16、心态决定命运,自信走向成功。17、第一个青春是上帝给的;第二个
11、的青春是靠自己努力的。18、励志照亮人生,创业改变命运。19、就算生活让你再蛋疼,也要笑着学会忍。20、当你能飞的时候就不要放弃飞。21、所有欺骗中,自欺是最为严重的。22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事,想得太多会疼,想不通会头疼,想通了会心痛。23、天行健君子以自强不息;地势坤君子以厚德载物。24、态度决定高度,思路决定出路,细节关乎命运。25、世上最累人的事,莫过於虚伪的过日子。26、事不三思终有悔,人能百忍自无忧。27、智者,一切求自己;愚者,一切求他人。28、有时候,生活不免走向低谷,才能迎接你的下一个高点。29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。30、经验是由痛苦
12、中粹取出来的。31、绳锯木断,水滴石穿。32、肯承认错误则错已改了一半。33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。34、好方法事半功倍,好习惯受益终身。35、生命可以不轰轰烈烈,但应掷地有声。36、每临大事,心必静心,静则神明,豁然冰释。37、别人认识你是你的面容和躯体,人们定义你是你的头脑和心灵。38、当一个人真正觉悟的一刻,他放弃追寻外在世界的财富,而开始追寻他内心世界的真正财富。39、人的价值,在遭受诱惑的一瞬间被决定。40、事虽微,不为不成;道虽迩,不行不至。41、好好扮演自己的角色,做自己该做的事。42、自信人生二百年,会当水击三千里。43、要纠正别人之前,先反省自己有没有犯错。44、
13、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。45、不可能!只存在于蠢人的字典里。46、在浩瀚的宇宙里,每天都只是一瞬,活在今天,忘掉昨天。47、小事成就大事,细节成就完美。48、凡真心尝试助人者,没有不帮到自己的。49、人往往会这样,顺风顺水,人的智力就会下降一些;如果突遇挫折,智力就会应激增长。50、想像力比知识更重要。不是无知,而是对无知的无知,才是知的死亡。51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。52、思想如钻子,必须集中在一点钻下去才有力量。53、年少时,梦想在心中激扬迸进,势不可挡,只是我们还没学会去战斗。经过一番努力,我们终于学会了战斗,却已没有了拼搏的勇气。因此,我们转向自身,
14、攻击自己,成为自己最大的敌人。54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。55、不积小流无以成江海,不积跬步无以至千里。56、远大抱负始于高中,辉煌人生起于今日。57、理想的路总是为有信心的人预备着。58、抱最大的希望,为最大的努力,做最坏的打算。59、世上除了生死,都是小事。从今天开始,每天微笑吧。60、一勤天下无难事,一懒天下皆难事。61、在清醒中孤独,总好过于在喧嚣人群中寂寞。62、心里的感觉总会是这样,你越期待的会越行越远,你越在乎的对你的伤害越大。63、彩虹风雨后,成功细节中。64、有些事你是绕不过去的,你现在逃避,你以后就会话十倍的精力去面对。65、只要有信心,就能在信念中行
15、走。66、每天告诉自己一次,我真的很不错。67、心中有理想 再累也快乐68、发光并非太阳的专利,你也可以发光。69、任何山都可以移动,只要把沙土一卡车一卡车运走即可。70、当你的希望一个个落空,你也要坚定,要沉着!71、生命太过短暂,今天放弃了明天不一定能得到。72、只要路是对的,就不怕路远。73、如果一个人爱你、特别在乎你,有一个表现是他还是有点怕你。74、先知三日,富贵十年。付诸行动,你就会得到力量。75、爱的力量大到可以使人忘记一切,却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。76、好习惯成就一生,坏习惯毁人前程。77、年轻就是这样,有错过有遗憾,最后才会学着珍惜。78、时间不会停下来等你,我们现在过的每一天,都是余生中最年轻的一天。79、在极度失望时,上天总会给你一点希望;在你感到痛苦时,又会让你偶遇一些温暖。在这忽冷忽热中,我们学会了看护自己,学会了坚强。80、乐观者在灾祸中看到机会;悲观者在机会中看到灾祸。