動(dòng)量守恒定律的公式為:Δp1=-Δp2。如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力作用,或外力之和為零,則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。
2.動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)
(1)p=p′動(dòng)量計(jì)算公式,即相互作用開始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量等于相互作用結(jié)束時(shí)(或某一中間狀態(tài))的總動(dòng)量。
(2)Δp=0,即系統(tǒng)總動(dòng)量的變化為零。若所研究的系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成,則可表示為:
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(等式兩邊都是矢量和)。
(3)Δp1=-Δp2
即如果系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成,則兩個(gè)物體的動(dòng)量變化大小相等,方向相反。這里要注意動(dòng)量變化的矢量性,在兩個(gè)物體相互作用的過(guò)程中,兩個(gè)物體的動(dòng)量可能增加,也可能減少,但它們的矢量和保持不變。
3. 完全彈性碰撞速度的推導(dǎo)公式
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
1/2m1v1^2+1/2m2v22=1/2m1v1'2+1/2m2v2'2
由公式可得m1(v1-v1')=m2(v2'-v2)……a
從兩個(gè)公式可以得出m1(v1+v1')(v1-v1')=m2(v2'+v2)(v2'-v2)
通過(guò)比較,我們得到 v1+v1'=v2+v2'...b
結(jié)合 a 和 b,我們可以解出 v1'=[(m1-m2)v1+2m2v2]/(m1+m2)
v2'=[(m2-m1)v2+2m1v1]/(m1+m2)
4.動(dòng)量守恒定律的適用范圍
動(dòng)量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的定律之一,它不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)動(dòng)量計(jì)算公式,也適用于微觀物體的高速運(yùn)動(dòng)。從微觀粒子到天體,不管內(nèi)部力的性質(zhì)如何,只要滿足守恒定律,動(dòng)量守恒定律總是適用的。
5.動(dòng)量守恒定律的適用條件
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,但是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部力遠(yuǎn)大于外力時(shí),比如在碰撞、爆炸等情況下,可以認(rèn)為系統(tǒng)的動(dòng)量近似守恒;
3. 如果系統(tǒng)不滿足上述任何一個(gè)條件,則系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒。但是,如果系統(tǒng)在某個(gè)方向上滿足上述任何一個(gè)條件,則系統(tǒng)的動(dòng)量在該方向上守恒。