一、动 量

在日常生活中我们有这样的经验,同一辆汽车,行驶速度越大,造成的撞车事故越严重。两辆不同的汽车,比如大卡车和小汽车,行驶速度相同,大卡车造成的撞车事故严重。可见,当我们考虑运动物体的作用效果时,既要考虑物体的运动速度,也要考虑物体的质量。

在物理学中,运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。动量通常用 字母 P 表示,即

P=m? 。

在国际单位制中,m 的单位是千克,? 的单位是米/秒,所以动量 P 的单位是千克·米/秒,符号是 kg·m/s。

动量是矢量,它的方向跟速度的方向相同。

动量既然是矢量,它的运算要服从矢量运算规则,即按照平行四边形定则来进行。如果物体的运动在同一条直线上,即动量矢量在同一条直线上,在选定一个正方向之后,动量矢量的运算就简化成代数运算。

一个质量是 0.1 千克的钢球以 6.0 米/秒的速度水平向右运动,碰到一

个坚硬的障碍物后被弹回,沿同一直线以 6.0 米/秒的速度向左运动(图9-1)。如果取水平向右为正方向,则碰撞前钢球的速度? =6.0 米/秒, 钢球的动量 P=m? =0.6 千克·米/秒;碰撞后的速度? ′=-6.0 米/秒, 动量 P'=m? '=-0.6 千克·米/秒。

碰撞前后钢球的动量发生了变化,动量的变化ΔP 等于碰撞后的动量P'减去碰撞前的动量 P,即ΔP=P'-P。代入数值即可求得动量的变化为

P'-P=(-0.6 千克·米/秒)-(0.6 千克·米/秒)=-1.2 千克·米

/秒。

动量变化△P 也是矢量,求得的数值是负的,这表示△P 的方向水平向左,与所取的正方向相反(图 9-1)。

如图 9-2 所示,一个质量是 0.2 千克的钢球,以 2.0 米/秒的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是 45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是 45°,速度仍为 2.0 米/秒。你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向?