2 动量动量守恒定律课堂互动三点剖析一、动量和动量的变化1
动量 众所周知,运动的剧烈程度,即运动的“量”的大小是与运动速度有关的,但速度是不是唯一决定因素呢
一个足球和一个铅球以相同的速度从远处飞来,运动员可以用头将足球顶回去,却不敢去顶铅球
可见,运动的“量”的大小不仅与运动速度有关,还与物体的质量有关
物理学上用两者的乘积表示这个量,称为动量,故有 p=mv
从公式可以看出,由于质量 m 为一标量,只有大小的变化,故动量 p 的一些特点主要是由速度 v 引起的
平常所说的速度 v 是指物体的瞬时速度,对应的是某一时刻,故谈到物体的动量一般是指某一时刻的动量,但这不是绝对的,如果取速度 v 为某一段时间内的平均速度,则这时的动量应为这一段时间内的平均动量;由于速度具有相对性,选用不同的参考系,同一物体的动量也可能不同,在通常情况下,取地面为参考系
动量的变化 动量的变化即动量的变化量,用 Δp 来表示,一个量的变化,一般指末状态的值减初状态的值,动量变化也不例外,应为末动量减初动量,即 Δp=p′-p,p′为末动量,p 为初动量
p′=mv′,p=mv,故 Δp=mv′-mv=mΔv(注这是矢量式),故动量的变化量也是个矢量,其方向不一定与 p 或 p′相同,而是与 Δv 的方向相
当然,这个结论的前提是质量不变,当质量也变时,Δp 的方向与 Δv 的方向不一定相同,但有一点是肯定的,Δp′-p 为矢量式,当 p′、p 在同一直线上,可以先规定正方向,用正、负号表示 p′、p 的方向,将矢量运算转化为代数运算
二、冲量 冲量是力与力的作用时间的乘积,I=Ft,它反映了力在时间上的积累效果
在力特别大的情况下,作用时间很短,也会产生很大的冲量
由于 I=Ft,某一个冲量 I 必然对应着一个时间 t,故冲量是一个过程量
如果力 F 为恒力,求冲量时只需按公式 I=