3-1 動量 本節主題 一、動量(momentum) 二、力與動量變化 範例1 動量 範例2 力與動量 範例3 F-t圖與ΔP 3-1 動量 本節主題 一、動量(momentum) 二、力與動量變化 範例1 動量 範例2 力與動量 範例3 F-t圖與ΔP 範例4 力與動量【92.學測】
動量(momentum)(Ⅰ) 情境思考:投手將球投出,捕手接球, (1)若球速愈快,則捕手接到球時,會感到衝擊愈大。 (2)若球速相同的棒球和壘球作比較,則捕手接到質量較大的壘球時,會感到衝擊較大。 回主題
(3)對捕手而言,施力將球接住而改變球的運動狀態,捕手的施力會因球速及球的質量大小不同,而有所不同。 換言之,「運動體的慣性」愈大,改變其運動狀態的難度愈大,所需施加的外力也愈大。 (4)因此,代表「運動體的慣性」之物理量,必和運動體的質量與速度有關。 回主題
動量(momentum)(Ⅱ) 動量:牛頓稱為運動的量(quantity of motion) (1) 定義:物體質量與速度的乘積,稱為動量。 p = mv (2) 性質: 單位(SI 制):kg.m∕s 代表某一瞬間的運動狀態。 向量,其方向與 方向相同。 瞬時速度(v) 回主題
力與動量變化(Ⅰ) 1.動量變化量=末動量-初動量 。 2.由牛頓第二運動定律: Δp=p′-p 動量變化量 3.承上,可知:外力= = 。 2.由牛頓第二運動定律: Δp=p′-p 動量變化量 時距 3.承上,可知:外力= = 。 動量的時變率 回主題
力與動量變化(Ⅱ) 平均作用力 瞬時作用力 動量變化量(Δp) 4. Δt 代表力作用持續的時距,當Δt 為一段可測量的時距時,F 代表在Δt 時距內的 。當Δt 趨近於零時,F 代表某瞬間的 。 5.由 作 F-t 圖,在定力作用下: F-t 圖面積=F Δt = 。 平均作用力 瞬時作用力 動量變化量(Δp) 回主題
力與動量變化(Ⅲ) 反比 正比 6.由 若Δp 固定,則Δt 愈大,F 愈小,即 F 與Δt 成 。 同理,Δt 固定時,則 F 愈大,Δp 愈大,即 F 與Δp 成 。 7.應用: (1)汽車的安全帶或安全氣囊,藉延長力的作用時間(Δt),減少對身體的傷害(F)。 反比 正比 回主題
力與動量變化(Ⅳ) (2)以捕手接球為例,球進手套至停在手套中的期間,球的動量變化(Δp)是定值,若能延長接球過程的時間(Δ t),則捕手所受的衝擊力(F)將減少。 Δp 相同, F t t′>t F平均′< F平均 t F平均 t′ F平均′ 回主題
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