动量和动能的比较
动量 动能 物理意义 描述机械运动状态的物理量 定义式 p=mv E =mv2 标矢性 矢量 标量 变化决定因素 物体所受冲量 外力所做的功 换算关系 p=,E = 特别提醒 比较两个物体动量时,不能仅比较大小,也应比较方向
【例2】 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s,假设球飞来的速度为50 m/s,运动员将球以100 m/s的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g,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的动能变化量.
解析 (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则
p1=mv1=10×10-3×50 g·m/s=0.5 g·m/s.
p2=mv2=-10×10-3×100 g·m/s=-1 g·m/s.
所以动量的变化量
Δp=p2-p1=-1 g·m/s-0.5 g·m/s
=-1.5 g·m/s.
即羽毛球的动量变化量大小为1.5 g·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反.
(2)羽毛球的初动能:E =mv=12.5 J,羽毛球的末动能:E ′=mv=50 J.
所以ΔE =E ′-E =37.5 J.
答案 (1)1.5 g·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反
(2)37.5 J
关于动量变化量的求解
(1)若初、末动量在同学一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算.
(2)若初、末动量不在同学一直线上,运算时应遵循平行四边形定则.
二、冲量