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动量定理在解题中的应用

栏目:文化教育发布:2022-11-08浏览:2944下载194次收藏

华峰

动量定理的内容是:物体所受的合力的冲量等于该物体的动量变化,其表达式为:i =p2 –p1 =mv2–mv1,可以从以下几个方面理解:

(1)i为合力冲量,如外力是恒力,可先求合力f合,再求合力冲量f合t;若物理过程较长,可分几个阶段,或者在该过程中有变力,则“合力冲量”应理解为“外力的总冲量”,等于各個外力冲量的矢量和,即i=f1t1+f2t2+…+fntn。

(2)冲量和动量都是矢量,所以该定理的表达式为矢量式,等式两边大小相等、方向相同。对于作用前后各量的方向均在一条直线上的情况,可选取某一方向为正方向,与正方向相同的取正,相反的则取负,从而将矢量运算转变成代数运算。

(3)动量定理对于直线运动、曲线运动、恒力、变力、单一物体和多体系统均适用。

动量定理是由牛顿第二定律推导出来的,因此凡是能用牛顿运动定律求解的问题,一般说来都可用动量定理求解,并且运用动量定理还能解答一些牛顿运动定律难以求解的问题,并且过程要简捷的多。从动量的角度分析求解物理问题是一种常用的解题方法,只要是涉及速度与时间的物理问题,基本上都可以运用动量定理求解。下面举例分析,希望对提高同学们的解题技能与技巧能够有所帮助。

一、求动量的变化

例1.以速度v0水平抛出一个质量为1 kg的物体,若在抛出3 s后,它未与地面及其他物体相碰,则它在3 s内动量的变化量为多少?

解析:该题若用公式= mvt–mv0来计算很繁杂,这是因为 (mvt–mv0) 是一个矢量式,3 s末的动量与开始时的动量也不在一条直线上,所以要用平行四边形法则来计算。若用动量定理来计算则简捷、方便的多,因为物体在3 s内只受一个重力g,所以重力的冲量就等于物体动量的变化,这样就成了求一个已知恒力的冲量问题,故=gt=1×10×3 kg·m/s=30 kg·m/s。

二、求变力的冲量

对于复杂的变力无法直接利用公式i=ft求解,但可以通过动量定理,利用动量的变化量Δmv来确定。

动量定理在解题中的应用

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