動量守恒定律、能量守恒定律和角動量守恒定律已成為現(xiàn)代物理學(xué)的三大基本守恒定律。 最初它們是牛頓定律的推論，但后來發(fā)現(xiàn)它們的應(yīng)用范圍比牛頓定律要廣泛得多，而且它們是比牛頓定律更基本的物理定律。
在高中物理中，動量守恒定律常常與能量或電磁感應(yīng)結(jié)合在一起，并且常常作為壓軸題出現(xiàn)。 現(xiàn)在我們來研究一下動量守恒的相關(guān)定律和基本定律。
01
動量守恒定律的基本定律
一、動量守恒定律的“六個性質(zhì)”
(1)系統(tǒng)性：研究對象是由兩個或兩個以上相互作用的對象組成的系統(tǒng)。 （2）條件：必須滿足動量守恒定律的適用條件。 (3)向量性：表達式中的初始動量和最終動量都是向量。 首先，需要選擇正方向并區(qū)分每個物體的正負初始動量和最終動量。 （4）瞬時性：動量是一個狀態(tài)量，動量守恒是指每個時刻對應(yīng)的總動量等于初始時刻的總動量。 (5)相對性：動量守恒定律方程中的動量必須相對于同一慣性參考系。 一般情況下，選擇地作為參考系統(tǒng)。 （6）普適性：不僅適用于宏觀低速物體組成的系統(tǒng)，也適用于微觀高速粒子組成的系統(tǒng)。
2.動量守恒定律的適用條件
(1)前提：存在一個相互作用的對象系統(tǒng)。
(2)理想條件：系統(tǒng)不受外力作用。 （3）實際條件：系統(tǒng)所受的總外力為0。 （4）近似條件：系統(tǒng)中物體之間相互作用的內(nèi)力遠大于系統(tǒng)所受的外力。 (5)方向性條件：如果系統(tǒng)在某一方向滿足上述條件，則該方向動量守恒。
3.動量守恒定律的表達式
在由兩個相互作用的物體組成的系統(tǒng)中，相互作用之前的動量之和等于相互作用之后的動量之和。
兩個相互作用的物體的動量增量相等且方向相反。
系統(tǒng)總動量的增加為零。
4. 利用動量守恒定律解決問題的步驟
02
動量守恒定律的經(jīng)典場景
1.爆炸現(xiàn)場
(1)爆炸特性：
①內(nèi)力遠大于外力，且過程持續(xù)時間很短。 即使系統(tǒng)所受的合外力不為零，合外力的沖量也幾乎為零，可以認為是動量守恒。
②還有其他形式的能量可以轉(zhuǎn)化為機械能。
(2)爆炸與碰撞對比：
①爆炸和碰撞問題的共同特點是物體之間的相互作用力突然發(fā)生。 相互作用力是變力，作用時間很短，力很大，遠大于系統(tǒng)所受的外力，因此可以用動量守恒定律來處理。
②爆炸過程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為動能動量守恒定律二級結(jié)論推導(dǎo)，爆炸后系統(tǒng)的動能會增加。 碰撞過程中，系統(tǒng)的總動能不會增加，一般會減少并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
由于爆炸和碰撞問題的動作時間很短，動作過程中物體的位移很小，一般可以忽略不計。 動作過程可以看作是一個理想化的過程（簡化），即動作之后動量守恒定律二級結(jié)論推導(dǎo)，動作之前時刻的位置仍然是一樣的。 以新的動力開始行動。
2. 反沖場景
(1)反沖現(xiàn)象：靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩部分。 一部分朝某個方向移動，另一部分不可避免地朝相反方向移動。 反沖運動不依賴于系統(tǒng)的外力，而是內(nèi)力的結(jié)果。 反沖運動遵循動量守恒定律。
（2）特點：一般情況下，物體間的相互作用力（內(nèi)力）較大，因此系統(tǒng)動量常有以下幾種情況：動量守恒、近似動量守恒、某一方向動量守恒。 然而，反沖運動中的機械能通常不守恒。 噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的例子。
在動量守恒定律的場景中，有一類問題非常常見，也非常令人困惑。 很多學(xué)生無法清晰地分析他的場景，找不到解決問題的關(guān)鍵。 星波老師對此有獨家總結(jié)。 現(xiàn)將其分享出來，希望對同學(xué)們有所幫助。
03
人船模型
1、載人模型適用條件
由物體組成的系統(tǒng)所受的凈外力為零，動量守恒，系統(tǒng)中的物體原本處于靜止?fàn)顟B(tài)，凈動量為零。 系統(tǒng)的某些部分可以開始朝某個方向移動。
2. 解決問題的技巧
(1) 由于運動過程中動量守恒，兩個物體的運動方向相反。
(2)以地面為參考系，繪制物體運動過程的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的場景圖，并找出兩個物體之間的運動關(guān)系。
(3) 由于系統(tǒng)處于動量守恒狀態(tài)，因此兩個物體的運動趨勢相同，兩個物體的運動時間也相同。
