高中物理之动量

一、冲量和动量

1、冲量———力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量。

冲量I=Ft，其物理意义表示力在时间上的积累效果。

利用I=Ft计算冲量时，F必须是恒力，如果力的方向不变，大小变化，F可取t时间内的平均力；如果力的方向变化，可利用动量定理计算动量的变化量，进而求出冲量I。

冲量是矢量，方向由力的方向决定，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同；如果力的方向变化，则冲量的方向与t时间内的速度变化量v的方向相同。

冲量的单位为“牛秒”，符号“Ns·”。

2、动量———物体的质量与速度的乘积mv叫动量。

动量用符号p表示，即p=mv，单位为“千克米每秒”，符号“kg·m/s”。

动量是矢量，方向与速度方向相同，动量的运算服从矢量运算规则，遵循平行四边形定则。

二、动量定理

物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。

即：Ft=p'-p=mv'-mv

Ft=mv是初动量为零时动量定理的特殊形式。

三、动量守恒定律

内容：一个系统不受外力，或者所受合外力为零时，这个系统的总动量保持不变，即作用前的总动量与作用后的总动量相等，即p=0。

在相互作用的两个物体组成的系统中，物体1和物体2的动量变化量的关系为p=-p(即相互作用的两个物体组成的系统，两物体的动量增量大小相等，方向相反)。

动量守恒条件：

①系统不受外力，或系统所受的合外力为零。

②系统所受的合外力不为零，若合外力远小于系统的内力，系统动量近似守恒。

③系统所受的合外力不为零，但在某个方向上合外力为零，则此方向上动量守恒。

系统———有相互作用的物体通常称为系统。

内力———系统中合物体之间的相互作用力叫内力。

外力———系统外部其他物体对系统的作用力叫外力。

动量守恒定律不仅适用于正碰(碰撞前后在同一直线上的运动)，也适用于斜碰(碰撞前后不在同一直线上的运动)，不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用，适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。

动量定理的研究对象是单个物体或者物体系统，公式中的F是研究对象所受到的包括重力在内的所有外力的合力，它可以是恒力也可以是变力。

动量守恒定律比牛顿运动定律应用范围更广泛，牛顿运动定律适用于解决物体的低速问题，动量守恒定律不但能解决低速问题，还能解决高速运动问题；牛顿运动定律适用于宏观物体的运动，动量守恒定律不仅适用于宏观物体，还适用于电子、质子、中子等微观问题。

由动量定理F*t=p，可知，F=p/t，即合外力等于物体动量的变化率。这是牛顿第二定律的另一种表达形式。

用动量定理解题的一般步骤

①确定研究对象———相互作用的系统。

②对研究对象进行受力分析，分清内力和外力。

③确定初、末状态，分析运动的物理过程。

④规定正方向，判断符合动量守恒条件后，根据动量定理列出方程，带入数据求解。

动力学中，遇到物体受到变化的外力力的作用时间很短(如碰撞、打击、反冲等)，多过程(过程只涉及时间不涉及加速度和位移)一类问题时，常用动量定理求解。