内容正文:
Theorem of Momentum
第一章 动量守恒定律
1.2 动量定理
一、碰撞的力
两个物体碰撞时,彼此间会受到力的作用,某物体动量的变化和它所受的力到底有怎样的关系呢?
船体周围的轮胎有什么用?
0
F
mv
安全气囊在撞击过程中的作用
一、碰撞的力
为了分析问题的方便,我们先讨论物体受恒力的情况。
一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用,做匀变速直线运动。在初始时刻物体的速度为v,经过一段时间∆t,它的速度变为v′,那么这个物体在这段时间的加速度就是:
根据牛顿第二定律F = ma,则有:
即是:
动量的变化量
合力与作用时间的乘积
合力对作用时间的累积效应
理想情景
合
真实情景1
一、碰撞的力
为了分析问题的方便,我们先讨论物体受恒力的情况。
一个质量为m的物体在粗糙的水平面上受到恒力F的作用,动摩擦因数为μ,做匀变速直线运动。在初始时刻物体的速度为v,经过一段时间∆t,它的速度变为v′,那么物体在这段时间的加速度就是:
f
f
根据牛顿第二定律F = ma,则有:
合
即是:
动量的变化量
合力与作用时间的乘积
合力对作用时间的累积效应
真实情景2
一、碰撞的力
为了获得更加普遍的结论,我们现在讨论物体受变力的情况。
一个质量为m的物体在粗糙的水平面上受到变力F的作用,动摩擦因数为μ,做变加速直线运动。在初始时刻物体的速度为v,经过一段时间∆t,它的速度变为v′,那么物体在这段时间内:
f
f
将所有方程累加起来,可得:
动量的变化量
合力与作用时间的乘积
合力对作用时间的累积效应
t
F
将这段时间分为很多份小时间,
F1
Fn
每一份时间内可认为是匀加速运动,则由真实情景1有:
一、碰撞的力
通过上述3种不同的情景,我们可以得到:
F∆t 这个物理量反映了力的作用对时间的累积效应。物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量(impulse),用字母I 表示冲量,则:
I =F ∆t
冲量的单位是:牛秒,符号是N·S。
冲量
1. 冲量是矢量:方向由力的方向决定;若为恒定方向的力,则冲量的方向与这个力的方向相同。
2. 冲量是过程量,反映了力对时间的积累效应。
例题1. 在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,