物理35動(dòng)量守恒定律知識點(diǎn)(動(dòng)量守恒定律的原理)
動(dòng)量守恒定律是高中物理中非常重要且較難的知識點(diǎn),也是經(jīng)常考的知識點(diǎn)。從試題規(guī)則來看,動(dòng)量守恒定律往往與其他知識點(diǎn)聯(lián)系在一起,如動(dòng)能定理、機(jī)械能、牛頓第二定律、水平投擲運(yùn)動(dòng)等,難度較大。本文闡述了動(dòng)量守恒定律的基本概念,利用前提條件和實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。
動(dòng)量守恒的概念
如果系統(tǒng)不受外力作用或者外力矢量和為零,則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。該定律稱為動(dòng)量守恒定律。
大家要注意,動(dòng)量是矢量,必須指定方向;利用動(dòng)量守恒定律求解問題時(shí),必須指定正方向。
動(dòng)量守恒定律是自然界中最常見的守恒定律之一。它既適用于宏觀的巨大物體,也適用于微觀的粒子。它既可以應(yīng)用于低速運(yùn)動(dòng)物體,也可以應(yīng)用于高速運(yùn)動(dòng)物體。動(dòng)量守恒可以從運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出。動(dòng)量守恒定律的物理公式
基本公式:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2;
該公式是兩個(gè)物體動(dòng)量守恒的表達(dá)式。
多個(gè)物體的碰撞可以寫為:
m1v1+m2v2+m3v3+……=m1v1+m2v2+m3v3+……
公式也可寫為:p1+p2=p1+p2
或者:p1+p2=0,p1=-p2;
雖然文章前面已經(jīng)提到了,但Physics.com的編輯們還是想在這里提醒大家:在使用公式之前要指定正方向,并且在公式中書寫動(dòng)量時(shí)要注意數(shù)值的正負(fù)性質(zhì)。動(dòng)量守恒定律的先決條件
前提:在研究方向上,系統(tǒng)不能受到“外力”的影響;或者外力的代數(shù)和為零。
只有滿足上述條件,學(xué)生才能運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決問題。如果您不滿意,則無法使用它。解決問題時(shí),如果看不到動(dòng)量這個(gè)詞,就用動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)原理推導(dǎo)
動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)圖
在實(shí)驗(yàn)中,我們要驗(yàn)證的是方程:m1·OP=m1·OM+m2·ON是否成立。
讓一個(gè)質(zhì)量較大的小球m1沿著溜槽滾下,與放置在溜槽末端的一個(gè)質(zhì)量較小的小球m2正面碰撞。碰撞前m1的入射速度為1,兩球的總動(dòng)量為m11。碰撞后,入射球m1的速度為1,擊中球m2的速度為2,兩球的總動(dòng)量為m11+m22。根據(jù)動(dòng)量守恒定律,應(yīng)有
m11=m11+m22
如果測量碰撞前后兩個(gè)球的質(zhì)量m1、m2以及碰撞前后兩個(gè)球的速度1、1、2,代入上式中,就可以驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒。
可以使用天平測量兩個(gè)球m1和m2的質(zhì)量。
它們的速度可以利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識來測量:因?yàn)樗鼈儚耐桓叨嚷湎?,所以它們的飛行時(shí)間是相同的,假設(shè)t,那么它們飛行的水平距離s=t,如圖
OP=1t……
OM1t……
ON2t……
若實(shí)驗(yàn)中測得的m1、m2、OP、OM、ON滿足關(guān)系
m1·OP=m1·OM+m2·ON
將代入上式并消去t,可得m1=m11+m22
結(jié)論:驗(yàn)證了m1·OP=m1·OM+m2·ON;如果公式成立,則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證。動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
一種使用多次測量確定球平均著陸點(diǎn)的方法
(1)先不要放置接觸到的球,讓入射球從滑道上一定高度滾下,重復(fù)10次,用盡可能小的圓圍住所有球的落地點(diǎn),圓心為P(如圖8.6-1所示)為球落地點(diǎn)的平均位置;
(2)將擊球放在滑槽的前緣,讓入射球從原來的高度滾下,使它們發(fā)生碰撞。重復(fù)10次。利用上述方法求出入射球碰撞后的平均落點(diǎn)位置M。以及觸球的平均落點(diǎn)位置N;
(3)必須調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置,使固定在臺面邊緣的滑槽端點(diǎn)處的切線處于水平位置,使小柱子與缺口的距離等于小柱子的直徑。球,兩個(gè)球碰撞時(shí)高度相同。速度方向在同一直線上;
(4)入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被擊球的質(zhì)量;
(5)每次應(yīng)讓事故小球從靜止位置在溜槽上的同一位置滾下??稍诹锊圻m當(dāng)高度處固定擋板,使球靠在擋板上,然后將球釋放;
(6)白紙鋪好后不能移動(dòng)。本文由王尚老師提供
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