動量守恒定律及其應用
1.幾個相關概念
(1)系統:兩個(或多個)相互作用的物體構成的整體叫作一個力學系統,簡稱系統。
(2)内力:系統中物體間的作用力。
(3)外力:系統以外的物體施加給系統内物體的力。
2.動量守恒定律
(1)内容:如果一個系統不受外力,或者所受外力的矢量和為0,這個系統的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。
(2)表達式
①p=p′,系統相互作用前的總動量p等于相互作用後的總動量p′。
②m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的兩個物體組成的系統,作用前的動量和等于作用後的動量和。
③Δp1=-Δp2,相互作用的兩個物體動量的增量等大反向。
④Δp=0,系統總動量的增量為零。
(3)适用條件
①理想守恒:系統不受外力或所受外力的合力為零,則系統動量守恒。
②近似守恒:系統受到的合力不為零,但當内力遠大于外力時,系統的動量可近似看成守恒。
③某方向守恒:系統在某個方向上所受合力為零時,系統在該方向上動量守恒。
3.動量守恒定律的“六性”
(1)系統性:研究對象是相互作用的兩個或多個物體組成的系統。
(2)條件性:必須滿足動量守恒定律的适用條件。
(3)矢量性:表達式中初、末動量都是矢量,首先需要選取正方向,分清各物體初、末動量的正、負。
(4)瞬時性:動量是狀态量,動量守恒指對應每一時刻的總動量都和初時刻的總動量相等。
(5)相對性:動量守恒定律方程中的動量必須是相對于同一慣性參考系。一般選地面為參考系。
(6)普适性:不僅适用于宏觀低速物體組成的系統,也适用于微觀高速粒子組成的系統。
4.應用動量守恒定律解題的步驟
應用動量守恒定律時的幾點易錯提醒
(1)動量守恒定律的研究對象都是相互作用的物體組成的系統。系統的動量是否守恒,與選擇哪幾個物體作為系統和分析哪一段運動過程有直接關系。
(2)分析系統内物體受力時,要弄清哪些是系統的内力,哪些是外力。
(3)動量守恒和機械能守恒的條件不同,動量守恒時機械能不一定守恒,機械能守恒時動量不一定守恒,二者不可混淆。
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