動量守恒定律中的反沖現(xiàn)象(動量碰撞反沖模型)
隨著期末考試和寒假的臨近,很多同學開始為期末考試成績操心。但如何不在緊張的期末額外給自己增添壓力,又能讓自己成績快速提高,今天小編為大家歸納總結(jié)了物理動量守恒定律、碰撞、反沖現(xiàn)象等重要知識點。
1.動量守恒定律:
研究對象是由兩個或多個物體組成的系統(tǒng),物體相互作用時,往往在短時間內(nèi)發(fā)生滿足動量守恒的物理過程。
2.動量守恒定律的條件:
(1)理想守恒:系統(tǒng)不受外力作用或者外力合力為零(無論物體之間是否相互作用)。此時,外力的合沖量為零,因此系統(tǒng)動量守恒。當系統(tǒng)中存在相互作用的內(nèi)力時,由牛頓第三定律可知,相互作用的內(nèi)力產(chǎn)生的沖量大小相等,方向相反,因此系統(tǒng)中相互作用的物體的動量變化相等大小和方向相反,系統(tǒng)的總動量恒定。即內(nèi)力只能改變系統(tǒng)中各個物體的動量,而不能改變整個系統(tǒng)的總動量。
(2)近似守恒:當外力有限且作用時間極短時,外力的沖量近似為零,或者外力的沖量遠小于內(nèi)力的沖量。動量可以近似認為是守恒的。
(3)單向守恒:如果系統(tǒng)所受外力的矢量和不為零,且外力某一方向的分力之和為零,則系統(tǒng)的動量守恒:方向。
3.動量守恒定律應用中需注意:
(1)向量性質(zhì):表達式m1v1+m2v2=中守恒方程兩邊不僅大小相等,而且方向相同。方程兩邊的總動量就是系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和。一維情況下,先指定正方向,然后確定各個已知量的正負,代入公式求解。
(2)系統(tǒng)性:即動量守恒是指系統(tǒng)中各物體的總動量保持不變。
(3)同時性:方程兩邊分別對應兩個確定的狀態(tài),每個狀態(tài)下各物體的動量是同時的。
(4)相對性:表達式中的動量必須是相對于同一參照物的(通常以地球作為參照物)。
4.碰撞過程是指物體間發(fā)生相互作用的時間很短,相互作用過程中的相互作用力很大,所以通常可認為發(fā)生碰撞的物體系統(tǒng)動量守恒。按碰撞前后物體的動量是否在一條直線上,有正碰和斜碰之分,中學物理只研究正碰的情況;碰撞問題按性質(zhì)分為三類。
(1)彈性碰撞——碰撞后,所有變形消失,碰撞前后系統(tǒng)總動量相等,總動能保持不變。例如:鋼球、玻璃球、微觀粒子之間的碰撞。
(2)一般碰撞——碰撞后,變形部分消失,碰撞前后系統(tǒng)總動量相等,動能部分損失。例如:木制品與橡皮泥球的碰撞。
(3)完全非彈性碰撞——碰撞后變形完全保留,通常表現(xiàn)為碰撞后兩個物體合二為一,并以相同的速度運動。碰撞前后系統(tǒng)的總動量相等,動能損失最多。上述三種情況不包括其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能的情況。
對心碰撞和非對心碰撞
對心碰撞(正碰):碰撞以前的運動速度與兩球心的連線在同一條直線,碰撞之后兩球的速度仍會沿著這條直線。
非對心碰撞:碰撞之前球的運動速度與兩球心得連線不再同一條直線上,碰撞之后兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線
反沖現(xiàn)象
是指當系統(tǒng)中的某些物體在系統(tǒng)內(nèi)力的作用下,動量向某一方向發(fā)生變化時,系統(tǒng)中其余物體的動量向相反方向變化的現(xiàn)象。顯然,在反沖運動過程中,系統(tǒng)不受外力的影響或者外力遠小于系統(tǒng)中物體之間的相互作用力,因此在反沖現(xiàn)象中系統(tǒng)的動量守恒。
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