高中動量守恒定律公式類型有哪些(高中動量守恒定律公式類型有哪些知識點)
動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的守恒定律之一。它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；它既適用于低速移動物體，也適用于高速移動物體。它是一個實驗定律，也可以從牛頓第三定律和動量定理推導出來。
法律解釋
三大基本守恒定律之一
動量守恒定律、能量守恒定律和角動量守恒定律并稱為現(xiàn)代物理學三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論，但后來發(fā)現(xiàn)它們的應用范圍比牛頓定律要廣泛得多，它們是比牛頓定律更基本的物理定律，并且它們是空間和時間性質(zhì)的反映。其中動量守恒定律由空間的平移不變性推導出來，能量守恒定律由時間平移不變性推導出來，角動量守恒定律由空間的旋轉(zhuǎn)對稱性推導出來；
明智地選擇您的系統(tǒng)
由相互作用力的物體組成的系統(tǒng)稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)中可以有兩個、三個或更多對象。在解決實際問題時，應根據(jù)解決問題的需要和方便程度合理選擇系統(tǒng)。
法律的特點
矢量性
動量是一個向量。動量守恒定律的方程是一個矢量方程。通常指定正方向后，能夠確定方向的物理量總是將方向表示為“+”或“-”，只將大小代入物理量：無法確定方向的物理量可以表示通過字母。如果計算結(jié)果為“+”，則表示其方向與指定的正方向相同。如果計算結(jié)果為“-”，則表示其方向與指定的正方向相反。
即時性
動量是一個瞬時量，動量守恒定律是指系統(tǒng)在任意時刻的動量和常數(shù)。因此，列出動量守恒表達式
它們都是動作后同一時刻的瞬時速度。只要系統(tǒng)滿足動量守恒定律的條件，則在相互作用過程中的任意時刻，系統(tǒng)的總動量都是守恒的。在具體問題中，可以根據(jù)系統(tǒng)中各物體在任意兩個時刻的動量，列出動量守恒表達式。
相對論
物體的動量與參考系的選擇有關(guān)。通常以地面為參考系，因此動作前后的速度必須是相對于地面的。
普遍性
它不僅適用于由兩個對象組成的系統(tǒng)，也適用于由多個對象組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng)，而且適用于微觀粒子組成的系統(tǒng)。
適用性
適用范圍
動量守恒定律是最普遍、最根本的自然定律之一。它不僅適用于宏觀物體的低速運動，也適用于微觀物體的高速運動。從微觀粒子到宇宙天體，無論內(nèi)力是什么性質(zhì)，只要滿足守恒條件，動量守恒定律始終適用。
適用條件
1、系統(tǒng)不受外力作用或總外力為零；
2.雖然系統(tǒng)所受的總外力不為零，但當系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力時，例如在碰撞、爆炸等情況下，系統(tǒng)的動量可以視為近似守恒；
3.如果系統(tǒng)作為一個整體不滿足上述任何一個條件，則系統(tǒng)的總動量不守恒。但如果系統(tǒng)在某個方向上滿足上述任何一個條件，則系統(tǒng)的動量在該方向上守恒。
注意：
(一)區(qū)分內(nèi)力和外力
碰撞時兩個物體之間必然存在相互作用力。屬于一個系統(tǒng)的兩個物體之間的力稱為內(nèi)力；
系統(tǒng)外部的物體所施加的力稱為外力。
(2)當總動量一定時，各物體的動量可以發(fā)生很大的變化。
例如：兩輛靜止的汽車通過一根細線連接，中間有一個壓縮彈簧。細線燒毀后，兩車由于相互作用力而左右移動。它們都獲得了動量，但動量的矢量和為零。
(3)動量定理與動能定理的區(qū)別
動量定理：
動能定理：
它反映了力對空間的累積作用，是力在空間的積累。它是一個只有大小而沒有方向的標量方程。
數(shù)學推導
實驗驗證
穩(wěn)定的重核吸收中子后處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子并發(fā)射粒子。這種現(xiàn)象稱為衰變。歷史上，對衰變機制的探索導致了中微子的發(fā)現(xiàn)。當時，一個無法回答的問題是：衰變過程中產(chǎn)生的電子從何而來？人們已經(jīng)證實原子核中不可能存在電子，因此只能認為衰變釋放的電子是暫時產(chǎn)生的，即原子核中的中子釋放出一個電子變成了質(zhì)子。但進一步分析發(fā)現(xiàn)，這種想法存在嚴重缺陷，因為它明顯違反了能量守恒定律、角動量守恒定律和動量守恒定律。一般來說，放射性原子核發(fā)射的粒子會帶走大量的能量。
眾所周知，這是因為原子核質(zhì)量的一小部分轉(zhuǎn)化為能量。換句話說，在發(fā)射粒子的過程中，原子核總是會損失少量的質(zhì)量。但令人費解的是，衰變過程中通常發(fā)射的粒子（電子）攜帶的能量不足以匹配粒子損失的質(zhì)量，而且并非所有電子都具有相同的能量。同樣，發(fā)射出的電子的能量有一個很寬的范圍——，即有一個很寬的能譜，其中最大能量（只有少數(shù)電子有這么大的能量）等于母體的能量發(fā)射過程中的核和子核。差異（即變換能量）。對于衰變過程中的絕大多數(shù)電子來說，它們的能量并不等于這個最大能量。這意味著上面設(shè)想的衰變過程在反應前后無法保存能量?！跋А钡哪芰咳ツ膬毫?？盡管已經(jīng)提出了一些可能的解釋，但這些假設(shè)已被進一步的實驗駁斥。因此，人們不得不承認，之前想象的衰變過程并不現(xiàn)實。
為了解決上述矛盾，驗證能量守恒定律，奧地利物理學家泡利（1900-1958）在1930年提出了一個大膽的想法：如果相信存在未被探測到的未知粒子伴隨著衰變過程的話，那么上面列出的所有矛盾都可以立即得到解決。也就是說，如果衰變遵守能量守恒定律，那么在衰變過程中就應該存在一個質(zhì)量極小的且不帶電荷的粒子。1930年12月，泡利寫信給邁特納和蓋革，他們首先提出了這一假設(shè)。
泡利假說提出后不久，1933年費米在此基礎(chǔ)上提出了衰變理論，并將泡利預言的不帶電、質(zhì)量極小的粒子命名為：“中微子”（即中性小家伙），以區(qū)別中子，用n表示。他認為，根據(jù)中微子假說，衰變實際上是中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子、電子和中微子的過程。后來人們才知道，費米所說的中微子其實是“反中微子”。
中微子的假說非常成功，但觀測它的存在卻非常困難。因為它的質(zhì)量很小，而且不帶電荷，所以它與其他粒子的相互作用很弱，所以它總是頑固地不愿意暴露自己。（據(jù)說，平均而言，中微子必須先穿透1000光年厚的固體鐵“板”，然后才能與其他粒子相互作用，因此它可以毫不費力地穿過地球而不發(fā)生任何變化。這個特性已被用來研究穿透地球的“中微子通訊”的可能性。）顯然，中微子的這種特性使得確認它的存在成為一件極其困難的事情。1953年，美國洛斯阿拉莫斯科學實驗室的阿蘭斯和基爾萬領(lǐng)導的物理小組開始了這項幾乎不可能的探測。他們正在佐治亞州薩凡納河的一座大型裂變反應堆進行探測，該反應堆屬于美國原子能委員會。最后，在1956年，也就是泡利提出粒子假說四分之一個世紀后，反中微子被檢測到。1962年，另一種反中微子被發(fā)現(xiàn)。中微子的發(fā)現(xiàn)表明，能量守恒定律在微觀領(lǐng)域也完全適用。
概述
動量定理和動能定理的區(qū)別
它反映了力對空間的累積作用，是力在空間的積累。它是一個只有大小而沒有方向的標量。
碰撞
1、碰撞是指物體之間相互作用時間很短而相互作用力很大的現(xiàn)象。
在碰撞過程中，系統(tǒng)中物體之間相互作用的內(nèi)力一般遠大于外力，因此碰撞中的動量守恒。根據(jù)碰撞前后物體的動量是否在一條直線上，有正面碰撞和斜向碰撞。
2.碰撞根據(jù)碰撞時動能的損失可分為兩種：
A。完全彈性碰撞：碰撞前后系統(tǒng)總動能不變，兩個物體組成的系統(tǒng)正面碰撞情況滿足：
C。非彈性碰撞，碰撞后有一定的動能損失，損失比例介于前兩者之間。
動量守恒定律
微場
微觀領(lǐng)域粒子間的散射也符合動量守恒定律。將光視為由光子組成，頻率為v的光子動量由康普頓效應（光的量子理論）證實。光子和電子的碰撞也符合動量守恒定律?，F(xiàn)在認識到動量守恒定律是由空間不變性決定的。所以動量守恒定律是物理學的基本定律。
場地
場是物質(zhì)的基本形式，也具有能量和動量。在四維時空中，物質(zhì)（包括場）的動量守恒定律和能量守恒定律可以統(tǒng)一。
畏縮
動量守恒定律
在內(nèi)力的作用下，當系統(tǒng)一部分動量向某一方向變化時，其余部分的動量向相反方向變化相同的量。噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的例子。如果系統(tǒng)由兩部分組成，相互作用前的總動量為零。一般來說，當物體分離時，
噴氣式飛機和火箭的飛行利用了反沖原理。它們都是通過噴射氣流的反沖力獲得巨大的速度?，F(xiàn)代噴氣式飛機通過連續(xù)向后噴射氣體，可以以超過
在遠離任何恒星的太空中，質(zhì)量為m的人相對于他旁邊的航天器相對靜止。由于沒有作用力，他和飛船始終保持相對靜止。
根據(jù)動量守恒定律，火箭的原始動量為零，火箭與噴射后的氣體的總動量仍應為零，即
(1)
式（1）表明，火箭噴射氣體的速度越大，火箭噴射物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量的比值越大，火箭獲得的速度就越大?；鸺龂娚渌俣仍趍/s之間很難大幅提高，因此必須努力降低火箭本身的質(zhì)量?；鸺痫w時的質(zhì)量與火箭本體不含燃料的質(zhì)量之比，稱為火箭質(zhì)量比。這個參數(shù)一般小于10，否則火箭結(jié)構(gòu)的強度就會成為問題。然而，這樣的火箭仍然無法達到發(fā)射人造地球衛(wèi)星的7.9公里/秒的速度。
為了解決這個問題，蘇聯(lián)科學家齊奧爾科夫斯基提出了多級火箭的概念?；鸺龑訉酉噙B。第一級燃料用完后，將火箭本體丟棄，以減輕負擔。然后第二階段開始工作。這樣，將它們逐級連接起來，理論上就可以提高火箭的速度。很高。但在實際應用中，一般不會超過四級，因為級數(shù)過多時，連接機構(gòu)和控制機構(gòu)的質(zhì)量會增加很多，工作的可靠性也會降低。
法律影響
粒子系統(tǒng)的內(nèi)力不能改變質(zhì)心的運動狀態(tài)。這個討論包含三個層面的意義：
(1)如果粒子系統(tǒng)的粒子本來是靜止的，那么在沒有外力的作用下，質(zhì)心的位置不會改變。
(2)如果粒子系統(tǒng)的質(zhì)心本來是運動的，那么在沒有外力的作用下，粒子系統(tǒng)的質(zhì)心將以原來的速度做勻速直線運動。
(3)如果質(zhì)點在外力作用下作一定的運動，則內(nèi)力不改變質(zhì)心的運動。例如，當原來的物體正在做拋射運動時，突然爆炸成兩塊，那么兩塊物體的質(zhì)心仍然繼續(xù)其原來的拋射運動。
系統(tǒng)的內(nèi)力只能改變系統(tǒng)中各物體的運動狀態(tài)，而不能改變整個系統(tǒng)的運動狀態(tài)。只有外力才能改變整個系統(tǒng)的運動狀態(tài)。因此，當系統(tǒng)不受外力影響或受到的外力為0時，系統(tǒng)的總動量保持不變。
動量守恒定律是空間平移不變性的體現(xiàn)。在狹義相對論中，動量和能量結(jié)合起來形成動量能量四維矢量，動量守恒定律也和能量守恒定律結(jié)合起來形成四維守恒定律勢頭。