内容正文:
专题04 动量守恒定律
一、动量及其改变
1.冲量
物体受到的力与力的作用时间的乘积(用“I”表示),其表达式为:I=FΔt.
2.动量
运动物体的质量和速度的乘积,用符号p表示.
其表达式:p=mv.
其单位为:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号是kg·m/s.
3.动量定理
物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量,这个关系叫做动量定理.
其表达式:F·Δt=mv′-mv.
4.动量和动能的区别与联系
物理量
动量
动能
区别
标矢性
矢量
标量
大小
p=mv
Ek=eq \f(1,2)mv2
变化
情况
v变化,p一定变化
v变化,ΔEk
可能为零
联系
p=eq \r(2mEk),Ek=eq \f(p2,2m)
二、碰撞中的动量守恒定律
1.系统:指具有相互作用的两个或几个物体.
2.外力:指系统外部的其他物体对系统的作用力.
3.内力:指系统内各物体之间的相互作用力.
4.动量守恒定律内容:如果系统所受到的合外力为零,则系统的总动量保持不变.其表达式:m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2.
5.动量守恒定律的“四性”
(1)矢量性:动量守恒定律中的速度是矢量,所以动量守恒定律的表达式也是矢量表达式.在一维的情况下,首先必须规定正方向,化矢量运算为代数运算,在不知物体运动方向的情况下,可假设运动方向与正方向一致,根据计算结果的“正”和“负”,得到物体实际的运动方向.
(2)相对性:动量守恒定律中的速度具有相对性,所以动量的大小也与参考系的选取有关,在中学物理中一般以地面为参考系.
(3)瞬时性:系统中各物体相互作用时速度变化是同时的,任一瞬间的动量之和都保持不变.
(4)普适性:动量守恒定律不仅适用于低速、宏观的物体系,也适用于高速、微观的物体系,具有普适性.
三、动量守恒定律应用
1.动量守恒定律是物理学中最常用的定律之一.迄今为止,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们都会提出新的假设以坚持动量守恒定律的正确性,最终的结果,往往是因为有新的发现而胜利告终.
2.应用动量守恒定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象组成的系统,分析所研究的物理过程中,系统受外力的情况是否满足动量守恒定律的应用条件.
(2)设定正方向,分别写出系统初、末状态的总动量.
(3)根据动量守恒定律列方程.