動(dòng)量守恒定律需要滿足什么條件?
在物體之間相互作用的過程中,如果沒有外力作用,則相互作用物體的總動(dòng)量保持不變。 這就是動(dòng)量守恒定律。 其適用條件是相互作用的物體不受外力的作用。 當(dāng)然,世界上不存在物體不受外力作用的情況。 動(dòng)量守恒定律主要適用于以下三種情況:
(1) 系統(tǒng)所受的凈外力為零。
(2)系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)小于相互作用力(內(nèi)力)。 從而可以忽略外力的影響。
(3) 系統(tǒng)整體不滿足動(dòng)量守恒定律,但在某一方向上,如果系統(tǒng)不受外力作用動(dòng)量守恒定律適用于微觀,或者所受到的外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,則系統(tǒng)沿該方向的部分動(dòng)量守恒。
動(dòng)量守恒定律的適用范圍
(1)動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的守恒定律之一。 它既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子; 它既適用于低速移動(dòng)物體,也適用于高速移動(dòng)物體。 這是一個(gè)實(shí)驗(yàn),也可以利用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出定律;
(2)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律和角動(dòng)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,它們是比牛頓定律更基本的物理定律,并且它們是空間和時(shí)間性質(zhì)的反映。 其中動(dòng)量守恒定律由空間的平移不變性推導(dǎo)出來,能量守恒定律由時(shí)間平移不變性推導(dǎo)出來,角動(dòng)量守恒定律由空間的旋轉(zhuǎn)對稱性推導(dǎo)出來;
(3) 互相作用的物體組成的系統(tǒng)稱為系統(tǒng)。 系統(tǒng)中的對象可以是兩個(gè)、三個(gè)或更多。 在解決實(shí)際問題時(shí),應(yīng)根據(jù)解決問題的需要和方便程度合理選擇系統(tǒng)。
動(dòng)量守恒定律的特點(diǎn)
1、系統(tǒng)不受外力作用或總外力為零;
2.雖然系統(tǒng)所受的總外力不為零,但當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí),例如碰撞、爆炸等,系統(tǒng)的動(dòng)量可以視為近似守恒;
3. 如果系統(tǒng)作為一個(gè)整體不滿足上述任何一個(gè)條件,則系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒。 但如果系統(tǒng)在某個(gè)方向上滿足上述任一條件動(dòng)量守恒定律適用于微觀,則系統(tǒng)的動(dòng)量在該方向上守恒。
同時(shí),請注意以下幾點(diǎn):
(一)區(qū)分內(nèi)力和外力
碰撞時(shí)兩個(gè)物體之間必然存在相互作用力。 屬于一個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)物體之間的力稱為內(nèi)力;
系統(tǒng)外部的物體所施加的力稱為外力。
(2)當(dāng)總動(dòng)量一定時(shí),各物體的動(dòng)量可以發(fā)生很大的變化。
例如:兩輛靜止的汽車通過一根細(xì)線連接,中間有一個(gè)壓縮彈簧。 細(xì)線燒毀后,兩車由于相互作用力而左右移動(dòng)。 它們都獲得了動(dòng)量,但動(dòng)量的矢量和為零。
(3)動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的區(qū)別
動(dòng)量定理:p=反映了力對時(shí)間的累積效應(yīng),即力在時(shí)間上的累積。 它是一個(gè)向量方程,既有大小又有方向。
動(dòng)能定理:反映了力對空間的累積作用,即力在空間的累積。 它是一個(gè)只有大小而沒有方向的標(biāo)量方程。