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動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

更新時(shí)間:2016/9/2 12:00:00  手機(jī)版

  動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用:

  1、動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。即m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。

  2、動(dòng)量守恒定律的常見問題:

 、倥鲎矄栴};

 、诒▎栴};

 、鄯礇_現(xiàn)象;

 、苋舜P停

  “人船模型”是動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用的一個(gè)經(jīng)典模型,該模型應(yīng)用的條件:一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),當(dāng)系統(tǒng)中的物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中,有一個(gè)方向上動(dòng)量守恒。

  ⑤子彈打木塊模型。

  子彈打木塊模型及推廣:

 、、一物塊在木板上滑動(dòng),μN(yùn)S相對(duì)=ΔEk系統(tǒng)=Q,Q為摩擦在系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量;

 、颉⑿∏蛟谥糜诠饣矫嫔系呢Q直平面內(nèi)弧形光滑軌道上滑動(dòng),包括小車上懸一單擺單擺的擺動(dòng)過程等。小球上升到最高點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)有共同速度(或有共同的水平速度);系統(tǒng)內(nèi)彈力做功時(shí),不將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,因此過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

 、蟆⒁混o一動(dòng)的同種電荷追碰運(yùn)動(dòng)等。

  從“六性”把握動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用方法:

  1.條件性

  動(dòng)量守恒定律的成立是有條件的,只有當(dāng)系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒的條件時(shí)才能利用方程式進(jìn)行計(jì)算。

  2.矢量性

  動(dòng)量守恒方程是一個(gè)矢量方程。對(duì)于作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問題,應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向,凡是與選取正方向相同的動(dòng)量為正,相反為負(fù)。若方向未知,可設(shè)為與正方向相同列動(dòng)量守恒方程,通過解得結(jié)果的正負(fù),判定未知量的方向。

  3.參考系的同一性速度

  具有相對(duì)性,公式中的均應(yīng)對(duì)同一參考系而言,一般均取對(duì)地的速度。

  4.狀態(tài)的同一性

  相互作用前的總動(dòng)量,這個(gè)“前”是指相互作用前的某一時(shí)刻,所以均是此時(shí)刻的瞬時(shí)速度,同理應(yīng)是相互作用后的某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

  5.整體性

  動(dòng)量守恒定律是針對(duì)一個(gè)物體系統(tǒng)而言的,具有系統(tǒng)的整體性。

  6.普適性

  它不僅適用于兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng),也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng);不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng),也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng)。

  臨界與極值問題的解法:

  在動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中,常常會(huì)遇到相互作用的兩物體相距最近、避免相碰和物體開始反向運(yùn)動(dòng)等臨界問題。分析臨界問題的關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài),臨界狀態(tài)的出現(xiàn)是有條件的,這種條件就是臨界條件。臨界條件往往表現(xiàn)為某個(gè)(或某些)物理量的特定取值。在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問題中,臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系與相對(duì)位移關(guān)系,這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的關(guān)鍵。

  “人船模型”的解題規(guī)律:

  “人船模型”是動(dòng)量守恒定律的拓展應(yīng)用,它把速度和質(zhì)量的關(guān)系推廣到質(zhì)量和位移的關(guān)系,這樣給我們提供了一種解題思路和解決問題的方法。人船問題的適用條件是:兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)(當(dāng)有多個(gè)物體組成系統(tǒng)時(shí),可以先轉(zhuǎn)化為兩個(gè)物體組成的系統(tǒng))動(dòng)量守恒,系統(tǒng)的合動(dòng)量為零。

  這種模型中涉及兩種題型,一種題型是求解某物體在相互作用過程中通過的位移,此題型中需根據(jù)動(dòng)量守恒、位移關(guān)系得到兩個(gè)關(guān)系求解,如在圖中,人從船頭走到船尾時(shí)由動(dòng)量守恒可得:

  再由圖中幾何關(guān)系有

  可得人船的位移分別為

  另一種題型是求某一時(shí)刻物體的速度,這種題型是先要由動(dòng)量守恒求得兩物體的一個(gè)速度關(guān)系,再由能量守恒得到兩物體的另一個(gè)速度關(guān)系,從而求得物體的瞬時(shí)速度(或與瞬時(shí)速度相關(guān)的物理量)。

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