物理動量守恆定律的知識點
全面理解動量守恆定律
定義:如果一個系統不受外力或所受外力的矢量和為零,那麼這個系統的總動量保持不變,這個結論叫做動量守恆定律。動量守恆定律是自然界中最重要最普遍的守恆定律之一,它既適用於宏觀物體,也適用於微觀粒子;既適用於低速運動物體,也適用於高速運動物體。
動量守恆定律的適用條件:
(1)系統不受外力或系統所受的外力的合力為零。
(2)系統所受外力的合力雖不為零,但比系統內力小得多。
(3)系統所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分力為零,則在該方向上系統的總動量保持不變??分動量守恆。
注意:
(1)區分內力和外力。
碰撞時兩個物體之間一定有相互作用力,由於這兩個物體是屬於同一個系統的,它們之間的力叫做內力;系統以外的物體施加的.,叫做外力。
(2)在總動量一定的情況下,每個物體的動量可以發生很大變化。
例如:靜止的兩輛小車用細線相連,中間有一個壓縮的彈簧。燒斷細線後,由於彈力的作用,兩輛小車分別向左右運動,它們都獲得了動量,但動量的矢量和為零。
動量守恆的數學表述形式:
(1)p=p′
即系統相互作用開始時的總動量等於相互作用結束時(或某一中間狀態時)的總動量。
(2)Δp=0
即系統的總動量的變化為零.若所研究的系統由兩個物體組成,則可表述為:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ (等式兩邊均為矢量和)
(3)Δp1=-Δp2
即若系統由兩個物體組成,則兩個物體的動量變化大小相等,方向相反,此處要注意動量變化的矢量性。在兩物體相互作用的過程中,也可能兩物體的動量都增大,也可能都減小,但其矢量和不變。
動量定理與動能定理的區別:
動量定理Ft=mv2-mv1反映了力對時間的累積效應,是力在時間上的積累。為矢量,既有大小又有方向。 動能定理Fs=1/2mv2-1/2mv02反映了力對空間的累積效應,是力在空間上的積累。為標量,只有大小沒有方向。
系統內力只改變系統內各物體的運動狀態,不能改變整個系統的運動狀態,只有外力才能改變整個系統的運動狀態,所以,系統不受或所受外力為0時,系統總動量保持不變.
爆炸與碰撞的比較:
(1)爆炸,碰撞類問題的共同特點是物體的相互作用突然發生,相互作用的力為變力,作用時間很短,作用力很大,且遠大於系統所受的外力,故可用動量守恆定律處理。
(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉化為動能,系統的動能在爆炸後可能增加;在碰撞過程中,系統總動能不可能增加,一般有所減少轉化為內能。
(3)由於爆炸,碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計,可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理,即作用後還從作用前的瞬間的位置以新的動量開始運動。
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