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1、一、动量:1.何谓动量(运动量):就是运动中惯性 (1)物体质量量值2.影响因素:(2)物体速度(momentum)(1)定义:运动物体质量( m ) 与瞬时速度( v) 的乘积。 (2)方向:为向量方向为运动速度方向 (3)单位(SI制):由公式得知千克米/秒 (kg m/s)。(4)物体于物体于二维空间运动:运动:分析方式:分解成分析方式:分解成水平与与垂直方向,方向,P=mvX分量:分量:Px=mvxY分量:分量:Py=mvy4.现象讨论: (1)质量同、速度速度大的棒球,动量动量较大。速度小速度大(2)质量大质量大,具较大动量。质量小质量大二、冲 量冲力 冲击力 (impulsive
2、force): (1)作用力仅发生很短的时间内。效应:物体运动状态改变2.冲量(J) (1)定义:物体受力F 的作用,经一段时间 t,外力(F)与作用时距(t )乘积。 (2)冲量值:Fiti ti :极短时间间隔 Fi :每时间间隔的作用力量值于量值于 F-t 关系图:关系图:曲线与与t 轴包围包围 的的面积。J F dtF-t 关系线下之面积关系线下之面积(5)单位(单位(SI 制):牛顿制):牛顿秒或秒或Ns。(4)方向:方向:向量作用力相同。FF2F1t初t1t2t末0t(6)冲量值计算: 定力时:使用公式计算 J=Ft。 (图1)图1图2 变力时:使用F-t图,曲线与 t 轴包围的面
3、积。 (图2) 作用力效应:可产生加速度,产生动量变化。质点所受的外力=动量对时间的变化。证明证明F=Ma = mvt=mv1-mv2t=Pt所以:所以:Ft =P1.推论原理:推论原理: 由牛顿由牛顿第二运动定律运动定律2.结论:结论:所有外力作用所有外力作用物体的冲量 物体在施力物体在施力前后的动量变化量 (impulse-momentum theorem):):3.证明:证明:或变力或或Ft 曲线下的面下的面积,可视为用一固积,可视为用一固定定平均力时间间距乘积。5.讨论:利用:JFt得知 (1)作用时间t 一定:冲力愈大,产生愈大动量变化。 (2)相同的动量变化:作用时间 t与平 均作
4、用力F 成反比。在撞击测试里,质量在撞击测试里,质量2000 kg 的汽车撞击墙壁,如的汽车撞击墙壁,如图所示。若初始速度图所示。若初始速度v115m/s (向右向右),撞后的速,撞后的速度度v22.0m/s(向左),碰撞时间为(向左),碰撞时间为0.010 s,求:,求:(1) 汽车的初始动量为何?汽车的初始动量为何?(2) 汽车的撞后动量为何?汽车的撞后动量为何?(3) 碰撞期间墙给汽车的碰撞期间墙给汽车的 冲量为何?冲量为何?(4) 碰撞期间墙给汽车的碰撞期间墙给汽车的 平均作用力为何平均作用力为何 【相关练习:习题1.、2.】范例范例6-1动量、冲量的定义,冲量动量原理,平均力动量、冲
5、量的定义,冲量动量原理,平均力 与冲量与冲量 之关系。之关系。策略策略概念概念解解(1)撞球与桌壁碰撞前撞球与桌壁碰撞前、 后的动量变化为何?后的动量变化为何?(2)桌壁作用于撞球的平桌壁作用于撞球的平均作用力为何?均作用力为何?【相关练习:习题 8.】范例范例6-2撞球的质量为撞球的质量为1.0 kg,在光滑水平桌面上以,在光滑水平桌面上以10 m/s 之速率、与桌壁夹之速率、与桌壁夹 53 角之方向撞击桌壁,角之方向撞击桌壁,再以相同的速率及角度反弹,如图所示。若撞再以相同的速率及角度反弹,如图所示。若撞球与桌壁之接触时间为球与桌壁之接触时间为 0.050 s,则:,则:1.动量为质量与速度的乘积动量为质量与速度的乘积。2.动量为向量,定向右动量为向量,定向右、向上为正,可利用向向上为正,可利用向 量的减法处理,求得动量变化量的减法处理,求得动量变化。3.冲量动量定理冲量动量定理概念概念策略策略解解