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在本節中,我們將學習中學數學中最重要的定理之一——動量守恒定理。 動量守恒定理的應用范圍很廣動量定理推出動量守恒定律,在微觀世界中也同樣適用。
與動量守恒定律相關的概念
1、系統:由若干相互作用的對象組成的整體稱為系統。
2、內力:系統中物體之間的排斥力稱為內力。
3、外力:系統外的物體對系統的排斥力稱為外力。
動量守恒定理:
1、內容:如果一個系統不受外力作用,或者外力矢量和為零,則系統的總動量保持不變。 (或者換句話說,當系統沒有受到外力或外力之和為零時,系統的動量守恒)
2、公式:
.
三、保護條件:
(1)系統不受外力或外力之和為零
(2) 如果系統在某一方向沒有受到外力或外力之和為零,則該方向的動量也守恒。
(3) 當系統受外力作用,但內力遠小于外力時,動量也守恒。 (如爆燃、碰撞等)
推導動量守恒定理公式
設質量為m1和m2的球在碰撞前的速度分別為V1和V2,碰撞后的速度分別為
,
. 設兩球碰撞過程中m1所受的平均斥力為F1,m2所受的平均斥力為F2。
分別對 m1 和 m2 使用動量定律。
對于 m1:F1t=m1
——m1v1。
對于 m2:F2t=m2
—m2v2。
根據牛頓第三定理:F1=—F2
結合以上顏色得到:
(碰撞前后動量守恒)
動量守恒定理的應用
例:在光滑的水平面上有質量為m1和m2的小球,其中m1在右邊有水平速度,m2靜止。 求兩者碰撞后的速度。 (碰撞過程為彈性碰撞)
分析:碰撞過程中的機械能和動量守恒。
從機械能守恒:
.
通過動量守恒:
.
結合以上兩個公式:
(最好記住這個結果!)
分析最終結果可知:當m1>m2時動量定理推出動量守恒定律,兩個小球向右移動; 當 m1
動量守恒定律的典型例子
動量守恒定理的典型例子
中學數學知識點總結