动 量
[知识要点]
1.动量:运动物体的质量m和运动速度v的乘积mv叫做动量。 P=mv
①单位是:kg·m/s
②动量是矢量,方向和物体速度方向相同。
2.牛顿第二定律的动量表达式:
在“牛顿”这个单位定义以前牛顿第二定律是这样的。
定义了“牛顿”单位后变成了 F=ma
①牛顿第二定律的新公式的推导过程是:
Pt=mvt P0=mv0
即:
又因为 所以 F=ma
②牛顿第二定律的动量表达式的意义:如果一个物体的动量变化量(Pt-P0) 不变,则它受力时间越长,作用力越小;受力作用时间越短,作用力越大。
[生活现象解释]
1.一个玻璃杯从桌上掉到地硬地板上,一定会碎,但如果在硬地板铺上10cm厚的海绵,从桌上再掉下来,就不会碎。这是因为玻璃杯到达地面时的动量是相等的,掉到硬地板上时,撞击时间短,作用力就大,玻璃杯容易碎。放在海绵后,因为撞击时间长,所以产生的作用力小,玻璃杯不容易碎。
2.跳高时,一般都在跳高架的另一侧放上海绵垫。这是为了防止运动员在接触到地面时,受力时间太短而造成特别大的撞击力,使运动员腿部受伤。
3.要接住高速飞来的篮球时,如果手不动等着球来,则产生的撞击力大,经常伤了人的手。如果你伸手去接,手接触到球后,再随着球运动一段距离,就延长了撞击时间,对手的伤害就小了。
[例题分析]
1.m=100g的物体以10m/s的速度撞到竖直墙上,然后以6m/s的速度弹回,撞击时间为0.05s,求冲击力多大?
分析:m = 100g = 0.1kg P1 = mv1 = 0.1kg×10m/s = 1kg·m/s
P2 = mv2 = 0.1kg×(-6m/s) = - 0.6kg·m/s
在这时需要注意的是:如果把飞来的速度看做正速度,则与它方向相反的弹回速度就应该是负速度,即 - 6m/s
根据牛顿第二定律的动量表达式
即:
2.一个物体在撞击墙后,分成质量相等的三份,并以相同大小的速度飞向上、左、右三个方向。那么这三块的动量相等吗?
[分析]要注意:“以相同大小的速度飞向三个方向”,那么这三块物体虽然速度大小相同,但因为方向不同,所以三者的速度不同。因为动量是矢量,既有大小又有方向,方向和速度方向相同,所以速度不同,则三者的动量也不相等。
[精选练习]
1.关于物体的动量和所受外力的关系,下列判断正确的是
A.物体所受的外力越大,动量也就越大
B.物体所受外力越大,动量变化越快
C.物体所受外力越大,动量变化量越大
D.物体受到外力作用时,动量一定不为零
2.下列说法中不正确的是
A.速度大的物体,它的动量一定也大
B.动量大的物体,它的速度一定也大
C.只要物体的运动速度大小不变,物体的动量也保持不变
D.物体的动量变化大它所受到的合外力也一定越大
3.质量为25千克的小孩以1米/秒的速度步行,他和质量为0.01千克以800米/秒的速度飞行的子弹的动量相比,哪个大,哪个小,各是多少