A-Level物理A2重难点早知道——动量

翻开爱德思A2课本的目录,我们会发现,这本书总体分为四个Topic,其中1是物理量和单位,2是力学,3是电磁场、4是量子力学。

今天我们首先从力学的动量出发,了解动量这一章节主要考察的重难点。

首先明确这一章的两大考点,分别是动量守恒和冲量。

 

考点1. 动量守恒定律

 

即两个物体在同一直线上发生碰撞,无论是弹性碰撞(elastic collision)或是非弹性碰撞(inelastic collision),把两个物体看成一整个系统,那么整个系统的动量一定守恒(conservation of momentum)。

那什么是弹性碰撞呢?弹性碰撞的定义第一次出现在AS课本中相信同学们在学完AS后,都已经具备"什么是弹性碰撞"的前置知识。定义为: An object will return to its original shape when the resultant force is removed.

 

 

弹性碰撞最明显的特征是动量守恒,机械能也守恒。如,篮球的形状在比赛前和比赛后没有变化。撤去力后,篮球还会恢复到原来的形状。而同样,顾名思义,非弹性碰撞(inelastic collision)指的是外力撤去后,物体不能够恢复到原来的形状。如,熊孩子一不小心撞到了妈妈捏好的火车形状的橡皮泥,于是火车模型变形并且不会自发回到原来的形状,这就是一种非弹性形变。

 

考点2. 冲量(Impulse)

 

冲量指的是某一物体在碰撞前后动量的变化量。也就是用同一物体的末动量减去初动量。有一质量为m的物体,碰撞前速度是u,碰撞后速度是v。则该物体的动量是I=mv-mu。

这里需要引起注意的是,动量守恒定律指的是整个碰撞体系的动量总和在碰撞前后一定不变。但冲量针对的是系统中某一个物体的动量变化。两者并不矛盾。

例如,小胖同学质量为m1,他火急火燎地以速度为u1跑向教室。这时,一位质量为m2 的瘦子同学站在教室外的走廊看风景,一不小心两个人撞在了一起。假如我们站在上帝视角,按下悲剧的暂停键。来,先列个式子: 根据动量守恒,m1 *u1+m2 *u2= m1* v1+ m2*v2。其中u2=0 m/s,v1是碰撞后小胖同学的速度,v2是碰撞后瘦子同学的速度。那么小胖的冲量I=m1v1-m1u1。

 

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