動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量保持不變。 這就是動量守恒定律。 其適用條件是相互作用的物體不受外力的作用。 當然,世界上不存在物體不受外力作用的情況。 動量守恒定律主要適用于以下三種情況:
(1) 系統所受的凈外力為零。
(2)系統所受的外力遠小于相互作用力(內力)。 從而可以忽略外力的影響。
(3) 系統整體不滿足動量守恒定律,但在某一方向上,如果系統不受外力作用動量守恒定律適用于微觀,或者所受到的外力遠小于內力,則系統沿該方向的部分動量守恒。
動量守恒定律的適用范圍
(1)動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物體,也適用于高速移動物體。 這是一個實驗,也可以利用牛頓第三定律和動量定理推導出定律;
(2)動量守恒定律、能量守恒定律和角動量守恒定律已成為現代物理學的三大基本守恒定律。 最初它們是牛頓定律的推論,但后來發現它們的應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間性質的反映。 其中動量守恒定律由空間的平移不變性推導出來,能量守恒定律由時間平移不變性推導出來,角動量守恒定律由空間的旋轉對稱性推導出來;
(3) 互相作用的物體組成的系統稱為系統。 系統中的對象可以是兩個、三個或更多。 在解決實際問題時,應根據解決問題的需要和方便程度合理選擇系統。
動量守恒定律的特點
1、系統不受外力作用或總外力為零;
2.雖然系統所受的總外力不為零,但當系統的內力遠大于外力時,例如碰撞、爆炸等,系統的動量可以視為近似守恒;
3. 如果系統作為一個整體不滿足上述任何一個條件,則系統的總動量不守恒。 但如果系統在某個方向上滿足上述任一條件動量守恒定律適用于微觀,則系統的動量在該方向上守恒。
同時,請注意以下幾點:
(一)區分內力和外力
碰撞時兩個物體之間必然存在相互作用力。 屬于一個系統的兩個物體之間的力稱為內力;
系統外部的物體所施加的力稱為外力。
(2)當總動量一定時,各物體的動量可以發生很大的變化。
例如:兩輛靜止的汽車通過一根細線連接,中間有一個壓縮彈簧。 細線燒毀后,兩車由于相互作用力而左右移動。 它們都獲得了動量,但動量的矢量和為零。
(3)動量定理與動能定理的區別
動量定理:p=反映了力對時間的累積效應,即力在時間上的累積。 它是一個向量方程,既有大小又有方向。
動能定理:反映了力對空間的累積作用,即力在空間的累積。 它是一個只有大小而沒有方向的標量方程。