恒力F的沖量由I=Ft直接確定,而變力的沖量一般由動量定理或Ft圖與橫軸之間的面積確定。
2、動量——求解動量和動量變化的方法。
要找到動量的變化,請使用平行四邊形規則或動量定理。
3.動量定理:
應用動量定理解決問題的思路和一般步驟是:
10、明確研究對象和物理過程; 20、分析研究對象在運動過程中受到的力;
30 選擇正方向并通過運動過程中的兩種狀態確定物體的動量; 40 根據動量定理建立方程并求解它們。
總結:三問法應用了動量定理:
詢問是否可以使用(涉及力、時間和速度變化的問題,而不是加速度和位移)
第二個問題是研究對象和過程; 第三個問題是關于動量的變化和合沖量。
動量定理題型分析
①.相關現象的定性解釋
②簡單解決多進程問題。
③.解決平均力問題
注:動量定理既適用于恒力作用下的問題,也適用于變力作用下的問題。 如果是變力作用下的問題,則動量定理計算出的力是t時間內的平均值。
④. 解決流體問題
注:為了處理流體(如水、空氣、高壓氣體等)沖擊物體表面產生沖量(或壓力)的問題,可以說動量定理為解決這一類問題的關鍵是選擇好研究對象。 一般選擇在極短時間Δt內撞擊物體表面的流體作為研究對象。
⑤. 將動量定理應用到系統中。
系統的動量定理是,系統上凈外力的沖量等于系統總動量的變化。 如果將系統上的各外力和系統中各物體的速度沿正交坐標系的x軸和y軸分解,則系統動量定理的數學表達式為:
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對于不需要求解系統內物體間相互作用力的問題,利用系統動量定理將使求解簡單、過程清晰。
動量守恒定律的理解和應用(1)理解動量守恒定律成立的條件。
理解(1):系統不受外力作用或雖然受外力作用但總外力為零,系統動量守恒。
理解(2):外力對系統的合力不為零,但某一方向的分力為零,則系統在該方向的總動量守恒。
理解(3):外力對系統的合力不為零,但合外力遠小于物體之間的相互作用力。 這種情況也可以被認為是系統動量守恒。
(2)動量守恒定律的四個性質
(1)系統性:研究對象是由相互作用的對象組成的系統。 守恒條件是系統不受外力作用或者外力合力為零。 “系統總動量不變”不僅意味著系統在第一時刻和最后時刻的總動量相等,而且還意味著系統在整個過程中任意兩個時刻的總動量相等。 然而,不能認為系統中的每個時刻都是平等的。 物體的動量保持不變。
(2) 矢量性
動量守恒定律是一個矢量表達式。 當系統中物體相互作用前后的速度在同一直線上時,應用動量守恒時,必須先指定正方向,并將矢量運算簡化為帶正負號的代數運算。
(3) 相對性和同時性
在動量守恒定律中,物體的速度必須相對于同一慣性參考系。 如果問題設置條件下各物體的速度不是相對于同一慣性系,則必須進行適當的變換,使其成為同一慣性系的速度,然后才能代入公式計算。 改變相對速度時,要注意速度變化的同時性。
(4)即時性
所謂瞬時性,是指在應用動量守恒定律時,要注意:系統的總動量是指系統中各物體在相互作用前同一時刻的動量矢量和,相互作用后,還應指系統中各物體在同一時刻的動量矢量和。 動量向量和。
(三)動量守恒定律問題分析 1、能否根據動量守恒定律判斷系統動量是否守恒? 2、能夠根據動量守恒定律解決“二進一”和“一進二”問題。
“二合一”問題:兩個速度不同的物體相互作用,最終達到相同的速度。
“一分為二”問題:兩個物體以相同的初速度移動,但由于相互作用,它們分開并以不同的速度移動。
3.能夠利用動量守恒定律解決“載人模型”問題
兩個物體都處于靜止狀態。 當兩個物體相互作用而不受外力作用時,系統的動量守恒。 此類問題的特點:兩個物體同時移動和停止。
4、能夠分析并解決“三體交互過程”問題
所謂“三體二次相互作用”問題是指系統由三個對象組成動量守恒定律計算題20道,但三個對象之間存在兩種不同的相互作用過程。 要回答這類問題,我們必須了解這種二次交互過程的特點。 涉及多少個對象? 是一個短期的行動過程還是一個持續的行動過程? 每個流程遵循什么規則? 通過明確上述問題,我們可以針對不同的物理過程選擇合適的定律來求解方程組。
5、能夠分析并解決“二體交互過程”問題
所謂“二體三作用”問題,是指系統由兩個對象組成,但這兩個對象卻具有三種不同的交互過程。 解決這類問題的關鍵是正確劃分三種不同的物理過程,了解這些過程的特點,并應用相應的規則和方程來解決相應過程的問題。
6、碰撞、爆炸和反沖
1、碰撞問題:
(1)碰撞是指相對運動的物體相遇并在很短的時間內運動狀態發生顯著變化的過程。
(2)碰撞是物體之間突然發生的現象。 由于相互作用時間極短,相互作用力遠大于外力。 因此動量守恒定律計算題20道,在碰撞過程中,系統的動量守恒。
(3)兩個物體發生碰撞通常有以下三種情況:
① 兩個物體碰撞后,合并成一個整體,并以一定的共同速度運動,稱為完全非彈性碰撞。 在這種類型的碰撞中,動能損失最大,即最大量的動能轉化為其他形式的能量。
②兩個物體碰撞后,沒有動能損失,稱為完全彈性碰撞。 當兩個質量相等的物體彈性碰撞時,會發生速度交換。 這是一個非常有用的結論。
③ 兩個物體碰撞后雖然分離,但動能消失,稱為不完全彈性碰撞。
7. 判斷碰撞結果的三個原則
①動量守恒,即P1+P2=P1'+P2'
②動能不增加,即EK1+EK2≥EK1'+EK2'或
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③速度必須符合的場景:如果碰撞前的兩個物體同向運動,則后面物體的速度必須大于前面物體的速度,否則無法實現碰撞。 碰撞后,前面物體的速度必須增加,并且前面物體的速度必須大于或等于后面物體的速度,否則碰撞不會結束。
如果兩個物體在碰撞前是相向運動的,則碰撞后兩個物體的運動方向不可能改變,除非碰撞后兩個物體的速度為零。
8、爆炸問題:
(1) 爆炸物體爆炸后分裂成多個物體。 爆炸瞬間產生的內力一般遠大于外力。 因此,系統的總動量在爆炸前后立即守恒。 可以應用動量守恒定律來解決這個問題。
(2)在碰撞、爆炸等問題中,相互作用力是變力,力的變化規律非常復雜,無法用牛頓運動定律解決。 然而,當用動量守恒定律求解時,只需要考慮過程的開始和結束狀態。 這就是利用動量守恒定律解決問題而無需考慮過程具體細節的優點。
9.反沖運動
(1)系統中,當一個物體(或系統的一部分)向某一方向運動時,系統的另一個物體(或系統的另一部分)同時向相反方向運動的現象稱為反沖運動。
(2)系統中物體之間作用力和反作用力的強烈沖量是產生后坐運動的根本原因,如發射炮彈時槍身后退,火箭因快速向下噴射而被發射到空中空氣等
(3)在反沖運動中,如果系統不受外力作用或者外力遠小于系統中物體之間的相互作用力,則可以利用動量守恒定律來分析和解決問題。
10.:能夠運用動量守恒定律和能量守恒定律解決“相對滑動”問題
解決動力學問題一般有以下三種方法:
(1)牛頓第二定律及運動學公式(從力的角度);
(2)動量定理和動量守恒定律(動量視角);
(3)動能定理、機械能量守恒定律、函數關系、能量轉換與守恒定律(能量視角)。 以上三個視角俗稱解決機械問題的三把“金鑰匙”。 如何合理選擇解決動態問題的三把“金鑰匙”,是教師教學的難點。 然而,你可以使用三把“金鑰匙”分別解決一個問題。 通過比較,你就會知道如何選擇解決動力學問題的三把“金鑰匙”,從而提高你分析問題、解決問題的能力。
11.能夠根據圖像分析和推理回答相關問題。 12.能夠運用數學方法解決物理問題。
物理學中常用的歸納法是不完全歸納法,它是解決復雜問題的有效方法,常與數列、極限等其他數學知識結合起來。