(3)一般变力的冲量计算
在中学物理中,一般变力的冲量通常是借助于动量定理来计算的。
(4)合力的冲量计算
几个力的合力的冲量计算,既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和,又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。
四、动量定理
(1)表述:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化
I=ΔP
∑F·Δt = mv′- mv = Δp
(2)导出:动量定理实际上是在牛顿第二定律的基础上导出的,由牛顿第二定律
F=ma
两端同乘合外力F的作用时间△t,即可得
F△t=ma△t=m(v-v0)=mv-mv0
(3)动量定理的意义:
①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。
②动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。
③实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率:
∑ F=Δp/Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
④动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向决定其正负。
(4) 动量定理的特点:
①矢量性:合外力的冲量∑F·Δt与动量的变化量Δp均为矢量,规定正方向后,在一条直线上矢量运算变为代数运算;
②相等性:物体在时间Δt 内物体所受合外力的冲量等于物体在这段时间Δt 内动量的变化量;因而可以互求。
③独立性:某方向的冲量只改变该方向上物体的动量;
④广泛性:动量定理不仅适用于恒力,而且也适用于随时间而变化的力.对于变力,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值;不仅适用于单个物体,而且也适用于物体系统。
(5)利用动量定理解题的步骤:
①明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体,也可以是质点组。如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同,要分别计算它们的冲量,并求它们的矢量和。
②进行受力分析。研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力不影响系统的总动量,不包括在内。
③规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量,所以列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负.
④写出确定研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各个外力的冲量的矢量和)。
注意要把v1和v2换成相对于同一惯性参照系的速度);
⑤根据动量定理列式求解 ΣFt=mv2-mv1
1.动量定理的理解
(1)中学物理中,动量定理研究的对象通常是单个物体.
(2)Ft=p′-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同.式中Ft是物体所受的合外力