内容正文:
第一章 动量
第一节
相互作用中的守恒量 动量
选修系列
汽车出厂前的安全碰撞试验
01
碰撞中的不变量
自然过程中包含着某种物理量的不变性,即存在守恒量,是物理规律最基本的表现形式之一。
质量守恒
能量守恒
电量守恒
电量守恒
化合价升降守恒
物料守恒
质子守恒
……
碳原子数守恒
……
……
物理学家在探求自然规律的过程中,不断地探寻着不同的守恒量。
宇称守恒
轨道角动量
……
01
碰撞中的不变量
历史上,“能量守恒”曾不止一次受到质疑。每当出现这样的情况,都伴有新能量形式的发现。
上述现象蕴含了内能和电能,拓展了能量的内涵,推动了物理学的发展。
摩擦火柴点燃
通电线圈感应加热
01
碰撞中的不变量
但是能量守恒定律并不能解决一切问题。
若考虑能量守恒,则必须要包含地面和空气等系统,分析将变得十分困难。
因此在碰撞中寻求新的、简便分析的守恒量变显得十分重要。
01
碰撞中的不变量
两个完全相同的单摆。
拉起 A 球,然后放开,该球与静止的 B 球发生碰撞。
猜想:
碰撞前后,两球速度之和是不变的?
01
碰撞中的不变量
两个质量不同的单摆。
拉起 A 球,然后放开,该球与静止的 B 球发生碰撞。
结论:
两球速度之和并不是不变的。
猜测守恒量应和质量也有关系。
02
寻找碰撞过程中的守恒量
我们寻找的守恒量应适用于各种碰撞
弹性环
胶布
类比机械能守恒定律
猜测:
02
寻找碰撞过程中的守恒量
实验数据处理
实验结论:
实验中两辆小车碰撞前后,质量与速度的乘积之和却基本不变
03
动量
在物理学中,把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p,用公式表示为
在国际单位制中,动量的单位是千克•米每秒,符号是 kg•m/s
是状态量,与某一时刻相对应。速度取瞬时速度
1. 定义:
p = mʋ
2. 单位:
3. 对动量的理解
(2) 瞬时性:
(1) 矢量性:
方向由速度方向决定,与该时刻的速度方向相同
(3) 相对性:
与参考系的选择有关,一般以地球为参考系。速度v为物体的对地速度
规定正方向!!!
03
动量
在某个过程中,物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化。
4.动量的变化Δp:
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
①同一直线上动量变化的运