高中物理力学核心概念解析：动量与冲量的奥秘

2024-08-20 14:58|编辑: 郭老师|阅读: 193

摘要

动量与冲量是高中物理力学中的基本概念，对于理解物体运动和相互作用至关重要。本文将深入探讨动量与冲量的定义、计算方法及其在物理现象中的应用，帮助学生们掌握这一重要知识点，为高考物理打下坚实基础。

力学在物理学习中占比很大，本文详细为大家介绍高中物理力学中的动量与冲量概念，包括其定义、计算公式以及在物理现象中的应用。通过这些解析，学生们可以更好地理解物体运动的本质，提高解决物理问题的能力。接下来跟随自主选拔在线团队一起来看看物理中的动量与冲量相关内容解读吧！

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动量与冲量的定义

　　在经典力学中，动量（指国际单位制中的单位为kg·m/s ，量纲MLT⁻¹）表示为物体的质量和速度的乘积，是与物体的质量和速度相关的物理量，指的是运动物体的作用效果。动量也是矢量，它的方向与速度的方向相同。

　　动量=质量 X 速度

　　关于动量，有一个动量守恒定理：即一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

　　如果物理受到外力作用，物体所受合外力后造成动量的增量（即末动量减去初动量），就叫做冲量。和动量是状态量不同，冲量是一个过程量。

　　冲量=动量的变化量

　　一个恒力的冲量指的是这个力与其作用时间的乘积。冲量表述了对质点作用一段时间的积累效应的物理量，是改变质点机械运动状态的原因。

　　冲量=力 X 时间

　　动量和冲量的区别是冲量是站在力的角度上定义的，力越大，冲量越大，时间越久冲量越大。而动量是站在物体的角度上定义的，质量越大动量越大，速度越大动量越大。动量和冲量的联系是，力在一段时间内积累取得的冲量，转化成了物体的动量。

生活中的动量定律

　　1.玻璃杯落在水泥地面上会易破碎，落在地毯上不易破碎。

　　玻璃杯子从同一高度自由落下，不管玻璃杯是否破碎，两种情况下动量的变化量都是一样的，地面对玻璃杯的力的冲量也一样。

　　由动量定理得：玻璃杯受到的合外力的冲量等于其动量的变化率，玻璃杯掉在松软的地毯上，动量减小，经历的时间较长，玻璃杯受到的合力较小，玻璃杯就不易碎。

　　2.用锤子与钉子接触后，直接用力压，很难把钉子压入木块，可抡起锤子打击钉子，就很容易进入木块。

　　动量定理的公式如下：

　　F△t=m△v

　　上式中，F表示锤子对钉子的压力，△t表示锤子对钉子的打击时间，m是锤子的质量，△v表示锤子打击前后速度损失。

　　如果用锤压钉子，则m△v很小很小，△t很长，所以F就很小，很难把钉子压入。用锤子打击钉子，△v较大，△t很小很小，则F就很大，很容易打进木块。

　　3.打台球中的动量守恒定律

　　我们在打台球时，球与球之间的碰撞满足动量守恒定律，具体表达为：

　　mv1 + mv2 = mv1' + mv2'

　　当球的质量相等时，碰撞前后的速度矢量之和保持不变。依据动量定理，球杆击打主球时，主球的速度变化与球杆给予的冲量大小有直接关系。球杆的冲量取决于击球过程中施加的力的大小以及力的作用时间。在动量定理中，物体受到冲量 I 的作用，其动量 P 会发生变化，其关系可以表示为：

　　I = ΔP，即 FΔt = ΔP

　　若要使目标球的速度产生显著变化（而动量变化量保持不变），有两种基本方法：一是通过球杆施加更大的力并缩短击球时间；二是通过球杆施加较小的力并延长击球时间。球杆的击打力可以通过技巧进行控制，而击球时间则通过球杆的操控来调整。例如，台球运动员若用力击打主球并立即停止球杆，击球时间将会较短；若运动员以均匀力度并让球杆沿施力方向继续延伸，击球时间则会相对较长。

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