什么是沖量動量意思概念介紹
什么是沖量動量意思概念介紹
沖量、動量定理不僅是中學(xué)物理學(xué)中必修部分的主要內(nèi)容，也是大學(xué)理工科學(xué)生普通物理學(xué)中的重要內(nèi)容。那么你對沖量動量了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是沖量動量的內(nèi)容，希望大家喜歡!
沖量的定義
由F=ma,a=△v/△t,設(shè)△v=v1-v2,△t=t1-t2可得
mv1-mv2=Ft 即可說:物體所受合外力的沖量就是該物體的動量變化量、沖量是描述力對物體作用的時間累積效應(yīng)的物理量。力的沖量是一個過程量。在談及沖量時，必須明確是哪個力在哪段時間上的沖量。
例題分析
例：質(zhì)量為3千克的甲、乙兩物體，甲物體以初速10米/秒自30米高處斜向上拋出，乙物體自足夠大的光滑曲面無初速下滑，試比較甲、乙兩物體2秒內(nèi)所受重力沖量的大小。
分析和解：重力是恒力，故重力在2秒內(nèi)的沖量I=mgt=3×10×2牛、秒=60牛、秒，方向豎直向下。
重力的沖量只與重力的大小和作用時間有關(guān)，與物體做什么運(yùn)動，是否受其它力無關(guān)。因此甲、乙兩物體2秒內(nèi)所受重力沖量相等。
又如 質(zhì)量為3千克的物體，以2米/秒的速度沿水平光滑地面向東運(yùn)動。物體受到一個向東的4牛的力的作用6秒，接著這個力變?yōu)橄蛭?牛，作用4秒。求這個力在10秒內(nèi)的沖量。
解 取向東方向為正方向，力F在前6秒內(nèi)的沖量為F1、t1=4×6牛、秒=24牛、秒。力F在后4秒內(nèi)的沖量為F2t2=(-5)×4牛、秒=-20牛、秒。所以，力F在10秒內(nèi)的沖量為F1t1+F2t2=4牛、秒。正號說明沖量方向向東。
沖量是矢量，在計算時一定要注意建立坐標(biāo)。
動量的定義
質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m與其速度v的乘積(mv)。動量是矢量，用符號p表示。質(zhì)點(diǎn)組的動量為組內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)動量的矢量和。物體的機(jī)械運(yùn)動都不是孤立地發(fā)生的，它與周圍物體間存在著相互作用，這種相互作用表現(xiàn)為運(yùn)動物體與周圍物體間發(fā)生著機(jī)械運(yùn)動的傳遞(或轉(zhuǎn)移)過程，動量正是從機(jī)械運(yùn)動傳遞這個角度度量機(jī)械運(yùn)動的物理量，這種傳遞是等量地進(jìn)行的，物體2把多少機(jī)械運(yùn)動(動量)傳遞給物體1，物體2將失去等量的動量，傳遞的結(jié)果是兩者的總動量保持不變。從動力學(xué)角度看，力反映了動量傳遞快慢的情況。與實物一樣，電磁場也具有動量。例如光子的動量為p=h/(2π)k，其中h為普朗克常量，k為波失，其大小為k=(2π)/λ (λ 為波長)，方向沿波傳播方向。在國際單位制中，動量的單位為千克·米/秒(kg·m/s)。
一般而言，一個物體的動量指的是這個物體在它運(yùn)動方向上保持運(yùn)動的趨勢。動量實際上是牛頓第一定律的一個推論。
性質(zhì)
動量是一個守恒量，這表示為在一個封閉系統(tǒng)內(nèi)動量的總和不可改變。
沖量動量相關(guān)定律
動量守恒定律是最早發(fā)現(xiàn)的一條守恒定律，它起源于16～17世紀(jì)西歐的哲學(xué)家們對宇宙運(yùn)動的哲學(xué)思考。
觀察周圍運(yùn)動著的物體，我們看到它們中的大多數(shù)，例如跳動的皮球、飛行的子彈、走動的時鐘、運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，都會停下來?？磥碛钪骈g運(yùn)動的總量似乎在減少。整個宇宙是不是也像一架機(jī)器那樣，總有一天會停下來呢?但是，千百年來對天體運(yùn)動的觀測，并沒有發(fā)現(xiàn)宇宙運(yùn)動有減少的跡象。生活在16、17世紀(jì)的許多哲學(xué)家認(rèn)為，宇宙間運(yùn)動的總量是不會減少的，只要能找到一個合適的物理量來量度運(yùn)動，就會看到運(yùn)動的總量是守恒的。這個合適的物理量到底是什么呢?
法國哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家笛卡兒提出，質(zhì)量和速率的乘積是一個合適的物理量?？墒呛髞恚商m數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞問題時發(fā)現(xiàn)：按照笛卡兒的定義，兩個物體運(yùn)動的總量在碰撞前后不一定守恒。
牛頓在總結(jié)這些人工作的基礎(chǔ)上，把笛卡兒的定義作了重要的修改，即不用質(zhì)量和速率的乘積，而用質(zhì)量和速度的乘積，這樣就找到了量度運(yùn)動的合適的物理量。牛頓把它叫做“運(yùn)動量”，1687年，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中指出：某一方向的運(yùn)動的總和減去相反方向的運(yùn)動的總和所得的運(yùn)動量，不因物體間的相互作用而發(fā)生變化;還指出了兩個或兩個以上相互作用的物體的共同重心的運(yùn)動狀態(tài)，也不因這些物體間的相互作用而改變，總是保持靜止或做勻速直線運(yùn)動。
2、動量守恒定律的適用范圍比牛頓運(yùn)動定律更廣
近代的科學(xué)實驗和理論分析都表明：在自然界中，大到天體間的相互作用，小到如質(zhì)子、中子等基本粒子間的相互作用，都遵守動量守恒定律。因此，它是自然界中最重要、最普遍的客觀規(guī)律之一，比牛頓運(yùn)動定律的適用范圍更廣。下面舉一個牛頓運(yùn)動定律不適用而動量守恒定律適用的例子。
在我們考察光的發(fā)射和吸收時，會看到這樣一種現(xiàn)象：在宇宙空間中某個地方有時會突然發(fā)出非常明亮的光，這就是超新星?？墒撬芸炀椭饾u暗淡下來。光從這樣一顆超新星出發(fā)到達(dá)地球需要幾百萬年，而相比之下超新星從發(fā)光到熄滅的時間就顯得太短了。
當(dāng)光從超新星到達(dá)地球時，它給地球一個輕微的推動，而與此同時地球卻無法給超新星一個輕微的推動，因為它已經(jīng)消失了。因此，如果我們想像一下地球與超新星之間的相互作用，在同一瞬間就不是大小相等、方向相反了。這時，牛頓第三定律顯然已不適用了。
雖然如此，動量守恒定律還是正確的。不過，我們必須把光也考慮在內(nèi)。當(dāng)超新星發(fā)射光時，星體反沖，得到動量，同時光也帶走了大小相等而方向相反的動量。等經(jīng)過幾百萬年之后光到達(dá)地球時，光把它的動量傳給了地球。這里要注意的是：動量不僅可以為實物所攜帶，而且可以隨著光輻射一起傳播。當(dāng)我們考慮到上述這點(diǎn)時，動量守恒定律還是正確的。
沖量動量的公式
p=mv
p：動量(kg·m/s) m：質(zhì)量(kg) v：速度(m/s)
無論哪一種形式的碰撞,碰撞前后兩個物體mv的矢量和保持不變。
由于速度是矢量,所以動量也是矢量,它的方向與速度的方向相同。
沖量動量兩者關(guān)系
(1)I=Ft中的F為恒力，也可理解為方向不變的變力在時間t內(nèi)的平均力F。如果力的大小、方向都是變化的，則不能用Ft表述其沖量，變力的沖量在一定條件下可用質(zhì)點(diǎn)動量的變化間接表述。
(2)沖量是矢量，求沖量不僅要求大小，還要求方向、恒力沖量的方向與恒力同向，變力沖量的方向與動量的變化量方向一致。
(3)沖量是過程量。論及沖量時要明確是哪個力或哪幾個力在哪一段時間內(nèi)的沖量。
(4)沖量大小只決定于力和力所作用的時間，而與物體是否受其它力及物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。
動量P=mv，是表示質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)的物理量，是瞬時量。
動量變化量定義為△P=mv2 -mv1
動量是矢量，在計算動量變化時，一定要注意坐標(biāo)的選取。
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