物理动量守恒定律的知识点
全面理解动量守恒定律
定义:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体。
动量守恒定律的适用条件:
(1)系统不受外力或系统所受的外力的合力为零。
(2)系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多。
(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分力为零,则在该方向上系统的总动量保持不变??分动量守恒。
注意:
(1)区分内力和外力。
碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力;系统以外的物体施加的.,叫做外力。
(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化。
例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
动量守恒的数学表述形式:
(1)p=p′
即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时(或某一中间状态时)的总动量。
(2)Δp=0
即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成,则可表述为:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ (等式两边均为矢量和)
(3)Δp1=-Δp2
即若系统由两个物体组成,则两个物体的动量变化大小相等,方向相反,此处要注意动量变化的矢量性。在两物体相互作用的过程中,也可能两物体的动量都增大,也可能都减小,但其矢量和不变。
动量定理与动能定理的区别:
动量定理Ft=mv2-mv1反映了力对时间的累积效应,是力在时间上的积累。为矢量,既有大小又有方向。 动能定理Fs=1/2mv2-1/2mv02反映了力对空间的累积效应,是力在空间上的积累。为标量,只有大小没有方向。
系统内力只改变系统内各物体的运动状态,不能改变整个系统的运动状态,只有外力才能改变整个系统的运动状态,所以,系统不受或所受外力为0时,系统总动量保持不变.
爆炸与碰撞的比较:
(1)爆炸,碰撞类问题的共同特点是物体的相互作用突然发生,相互作用的力为变力,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,故可用动量守恒定律处理。
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能在爆炸后可能增加;在碰撞过程中,系统总动能不可能增加,一般有所减少转化为内能。
(3)由于爆炸,碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理,即作用后还从作用前的瞬间的位置以新的动量开始运动。
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