2018年,濟南終于下了一場大雪,看起來就像冬天一樣。
本周,我們將延續(xù)上周談到的動量,重點討論本模塊的另一個重要定律——動量守恒定律!
其實很多頑皮的孩子在學(xué)習(xí)這個模塊的時候,內(nèi)心是排斥的,因為他們總覺得這是一個新的東西,就像當(dāng)時化學(xué)里,如果用錘子敲打鼴鼠,他們就覺得世界觀是不正確的。
事實上,動量也是描述物體運動的物理量。 高中的時候,這個物理量最有用的就是可以用來描述物體的“碰撞”和“反沖”。
一旦你了解了動量,力和運動就完成了。
那么,什么是動量守恒定律呢? 最初它是牛頓定律的一個推論,但后來發(fā)現(xiàn)它的適用范圍比牛頓定律要廣泛得多動量守恒定律筆記,而且是比牛頓定律更基礎(chǔ)的物理定律。 我們先用文字描述一下這個神奇的法則:
如果系統(tǒng)上沒有外力或者外力之和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變。
這里,我們需要注意以下幾點:
① 想要應(yīng)用這個法則,前提必須是一個系統(tǒng)——多個對象!
②系統(tǒng)的外力為0。這個條件有時可以近似滿足。 例如,當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力時; 或者系統(tǒng)整體不滿足它,但在某個方向上滿足它。 在這個方向上,可以應(yīng)用該法則。
該定律雖然經(jīng)過實驗驗證,但也可以從理論上推導(dǎo)。 孩子們,發(fā)揮你的想象力,跟著艾嘉一起來猜一猜吧!
我們從哪里開始? 當(dāng)然,他還是那個熟悉的牛二。
理論模型如下。 水平桌子上沿同一條直線運動的兩個小球相撞。
碰撞時,兩個小球所受的力是恒定的,力的作用時間很短,用△t表示。
那么,推導(dǎo)開始:
結(jié)合這些方程,我們可以得到動量守恒定律:
動量守恒定律一般有三種表達式。 解決問題時,調(diào)皮的孩子可以自己選擇:
① p=p',系統(tǒng)在相互作用開始時的總動量等于相互作用結(jié)束時(或中間狀態(tài))的總動量。
② △p=0,系統(tǒng)總動量變化為零。
③ △p1=-△p2。 如果系統(tǒng)由兩個物體組成,則兩個物體的動量變化將大小相等,方向相反。
關(guān)于動量守恒定律,在高中物理中研究它是非常普遍和重要的。 頑皮的孩子首先需要掌握的是基本的公式和概念,以及對規(guī)律背后的邏輯的充分理解。 不要盲目回答問題!
讓我們看一下該定律的基本應(yīng)用:
例子:
如圖所示,在光滑的水平面上放置一個光滑的半圓形槽。 槽體左側(cè)水平面上固定有一塊塊。 現(xiàn)在讓一個小球從左邊槽口A點上方靜止開始下落,并從A點落入槽口,則下列說法正確的是()
A.鋼球在半圓槽內(nèi)運動過程中,機械能守恒
B、鋼球在半圓槽內(nèi)運動的整個過程中,鋼球與半圓槽組成的系統(tǒng)的動量守恒。
C、當(dāng)球在半圓槽內(nèi)從B點運動到C點時,球與半圓槽組成的系統(tǒng)動量守恒。
D、球從C點離開半圓槽后,一定會從C點落回半圓槽內(nèi)。
這個問題并不難。 它是對動量守恒定律和機械能守恒定律的定性檢驗。 測試點是守恒條件! 照顧好它吧,頑皮的孩子們。
關(guān)鍵是左邊有一個小塊會阻礙半圓槽的運動。 我們要選擇的系統(tǒng)是一個小球和一個半圓形凹槽。 因此,小塊的力屬于系統(tǒng)的外力。
另外,需要注意的是,垂直方向和水平方向的力是不同的,需要分別討論。
分析如下
A. 當(dāng)只有重力或只有彈力起作用時,物體的機械能守恒。 當(dāng)球在半圓凹槽中從B移動到C時,除了重力做功外,凹槽的支撐力也對球做功。 球的機械能不守恒。 由此可見,球在半圓槽內(nèi)運動的整個過程中,球的機械能不守恒,故A錯誤。
B、球在槽內(nèi)運動的前半段,左邊的物體對槽施加力,球和槽組成的系統(tǒng)動量不守恒。 球在凹槽內(nèi)運動的后半段,球有向心加速度,垂直方向的合力不為零,系統(tǒng)動量不守恒。 因此B錯誤。
C、當(dāng)球從半圓槽最低點B運動到C點時,垂直方向的合力不為零,系統(tǒng)動量不守恒。 系統(tǒng)水平方向上的總外力為零,因此球和半圓槽的動量在水平方向上守恒,故C錯誤。
D、球離開C點后,同時具有垂直和水平分量速度。 球傾斜向上拋起,并在水平方向上以勻速直線運動。 水平分速度與半圓槽的速度相同,所以球一定會從C點落回半圓槽,所以D是正確的。
故選:D
好的! 本周的分享到此結(jié)束。 下周,我們將正式將動量守恒定律應(yīng)用到各種應(yīng)用中! 希望孩子們做好準備!
下周見!
如果你覺得物理特別難動量守恒定律筆記,