高考物理:理科生不可错过的“动量定理的应用技巧”
1.用动量定理解释现象
用动量定理解释的现象一般可分为两类:一类是物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小;另一类是作用力一定,此时力的作用时间越长,动量变化越大;力的作用时间越短,动量变化越小.分析问题时,要把哪个量变化搞清楚。
2.应用动量定理解题的步骤
(1)合理选取研究对象。
(2)确定所研究的物理过程及其始、终状态。
(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。
(4)规定正方向,根据定理列式。
(5)解方程,统一单位,求得结果。
3.应用动量定理解题的技巧
(1)应用I=△p求变力的冲量
如果物体受到变力作用,则不直接用 I=F·t求变力的冲量,这时可以求出该力作用下物体动量的变化△p,等效代换变力的冲量I。
(2)应用△p=F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化
曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化△p =P’-P需要应用矢量运算方法,比较复杂。如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。
(3)应用动量定理求变质量(如流体)问题
研究对象是“变质量”的“连续”流体(如:水流、空气流等),一般要假设一段时间△t内流出的流体,其长度为v·△t,流体底面积为S,流体的体积为V=S·v·△t,流体的质量为△m=ρ·V=ρ·S·v·△t,再对质量为△m的水柱应用动量定理求解。
(4)对全过程使用动量定理
(5)动量定理还有分量形式
F△t=△mv是矢量式,在应用动理定理时,应该遵循矢量运算的平行四边形法则。也可以采用正交分解法,把矢量运算转化为标量运算.假设用Fx(或Fy)表示合外力在x(或y)轴上的矢量,vx0(或vy0)和vx(或vy)表示物体的初速度和末速度在x(或y)轴上的分量,则:
上述两式表明,合外力的冲量在某一坐标轴上的分量等于物动量的增量在同一坐标轴上的分量。在写动量定理的分量方程式时,对于已知量,凡是与坐标轴正方向同向者取正值,凡是与坐标轴正方向反向者取负值;对未知量,一般先假设为正方向,若计算结果为正,说明实际方向与坐标轴正方向一致,若计算结果为负,说明实际方向与坐标轴正方向相反。
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高中物理选择性必修一动力学、能量和动量观点在力学中的应用
动力学、能量和动量观点在力学中的应用
处理力学问题的三个基本观点:①动力学观点(牛顿运动定律、运动学基本规律);②能量观点(动能定理、机械能守恒定律、功能关系与能量守恒定律);③动量观点(动量定理、动量守恒定律)。熟练应用三大观点分析和解决综合问题是本专题要达到的目的。
1.解动力学问题的三个基本观点
(1)力的观点:用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运动问题。
(2)能量观点:用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题。
(3)动量观点:用动量定理和动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题。
2.力学规律的选用原则
(1)如果要列出各物理量在某一时刻的动力学关系式,可用牛顿第二定律。
(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题。
(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)去解决问题,但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件。
(4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,即转变为系统内能的量。
(5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换,这种问题由于作用时间都极短,因此用动量守恒定律去解决。
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