什么是动量丨高中物理
什么是动量丨高中物理
为了能够精确度量机械运动,
找出一个物理量来度量运动,
笛卡尔和莱布尼兹这两家,分别提出了两种不同的度量方式。
笛卡尔学派提出了用物体的质量和速度的乘积(mv),作为运动的度量。莱布尼兹学派则主张用物体的质量与速度平方的乘积(mv²),作为运动的度量。
并狂喷笛卡尔学派,引发了一场长达半个世纪的争论。
实际上,两家的观点,并不能说谁对谁错(定义的前提不同,所以结果不同)。
后者(莱派)的理论演变成为我们现在所学到的动能及其相关理论。
而后者(笛派)的理论,则演变成另外一个理论,也即是动量,和动量相关的一系列理论。
01动量与动能
莱布尼兹学派提出用mv²来度量运动,是因为他关注的是物体在力的作用下的运动变化。
而笛卡尔学派关注的则是物体在碰撞的过程中的运动变化,所以提出了mv。
两个人本身的目标是一样的,但由于前提不一样,所方法也不一样。
(这就好比如要从地球跑到月球上去,有人想建设个投石器直接把人轰上去,有人想变成超人直接飞上去。)
由此,动能与动量本身就是两个非常相似的概念。
你可以把动量,想象成物体的动能(虽然它们之间略有区别,不过这样做,或许你能更加轻松接受动量这个概念)。
因为动量与动能都用来描述物体在某一瞬间的状态。
我们用质量与速度平方的乘积的二分之一(1/2mv²),表示动能。
而用质量与速度的乘积(mv),来表示动量。
两者在某种情况下都是守恒的。
不过有一点不同的是,动量是矢量(方向与V同向),而动能不是。
所以,实际在计算动量的过程中,除了计算大小之外,还需要确定动量的方向。
想知道你是不是懂得怎么计算动量?要不试试下面这个问题:
把一个质量为2kg的小球从足够高的地方以10m/s的速度水平抛出,请分别计算:刚抛出时、抛出后1s、2s、3s时,物体的动量和动能。
(g=10m/s²,物体一直在空中,且忽略空气阻力)
02冲量与功
学过动能的你,应该知道物体的动能大小,会受到力的影响——力做功,动能就要改变。(也即是:动能定理)
同样的,动量也会受到力的影响,不过不是功,而是冲量(表示字母:I)。
功的大小,是力与力方向位移的乘积:W=FLcosα冲量的大小,是力与力作用时间的乘积:I=Ft
在力的作用下,物体的动量就会发生改变,这个改变量,就等于力的冲量。(也即是:动量定理)
最后,冲量也是一个矢量,方向与力的方向相同。
我觉得你还是得先熟练一下冲量的计算:
如果把一个物体放在一个斜面上,它受到的力如图所示,请分别求出:经过时间3s之后,物体所受各个力的冲量。
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