(1)表达式:Δp=p2-p1。
(2)矢量性:动量变化量是矢量,与速度变化的方向相同,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
(3)物体动量变化的几种情况:
①物体做匀速直线运动时,其动量不变--动量的大小和方向都不变。
②物体做匀速圆周运动时,其动量时刻改变--动量的大小不变,但方向时刻改变。
③物体做平抛运动时,其动量时刻改变--动量的大小时刻改变,方向也时刻改变。
④物体做匀变速直线运动时,其动量时刻改变,动量的大小时刻改变,方向可能改变。
[典例] 羽毛球是速度最快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到342 km/h,假设球飞来的速度为90 km/h,运动员将球以342 km/h的速度反向击回。设羽毛球质量为5 g,击球过程只用了0.05 s。试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量。
(2)运动员击球过程中羽毛球所受重力的冲量、羽毛球的动能变化量各是多少?
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点:
(1)求动量变化时要选取正方向,同时注意羽毛球的初速度与末速度的方向关系。
(2)动能是标量,动能的变化量等于羽毛球的末动能与初动能的大小之差。
[解析] (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则
p1=mv1=5×10-3× kg·m/s=0.125 kg·m/s
p2=mv2=-5×10-3× kg·m/s=-0.475 kg·m/s,
所以动量的变化量
Δp=p2-p1=(-0.475-0.125)kg·m/s=-0.600 kg·m/s,所以羽毛球的动量变化大小为0.600 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反。
(2)羽毛球重力大小为G=mg=0.05 N
所以重力的冲量I=Gt=2.5×10-3 N·s,方向竖直向下
羽毛球的初速度为v1=25 m/s,羽毛球的末速度v2=-95 m/s
所以ΔEk=Ek′-Ek=mv22-mv12=21 J。
[答案] (1)0.600 kg·m/s,与球飞来的方向相反 (2)2.5×10-3 N·s,方向竖直向下 21 J
动量和动能的比较
动量 动能