高中推導(dǎo)動(dòng)量守恒的原理如下:
當(dāng)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這個(gè)原理被稱為動(dòng)量守恒原理。它是物理學(xué)中的一個(gè)基本原理,可以用來解釋許多有趣的現(xiàn)象。
在推導(dǎo)過程中,需要明確以下幾點(diǎn):
1. 系統(tǒng):需要研究相互作用的物體和它們之間的相互作用力組成的整體。
2. 不受外力或所受外力之和為零:這是動(dòng)量守恒的必要條件,如果系統(tǒng)內(nèi)物體之間有相互作用力,且這個(gè)力不為零,那么系統(tǒng)就會(huì)受到外力的作用,從而導(dǎo)致動(dòng)量的變化。
3. 相互作用力:這是系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力,它會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)量的變化。
此外,高中階段還會(huì)用到動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律,它們是高中物理中的重要概念。動(dòng)量定理是描述物體動(dòng)量變化的原因,而動(dòng)量守恒定律則是在某些條件下,系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力所導(dǎo)致的動(dòng)量變化是恒定的。
總之,高中推導(dǎo)動(dòng)量守恒需要明確系統(tǒng)、不受外力或所受外力之和為零等概念,并理解相互作用力和動(dòng)量的關(guān)系。同時(shí),還需要掌握動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的基本原理和應(yīng)用方法。
題目:一個(gè)質(zhì)量為$m$的小球,從高度為$H$的平臺(tái)上以速度$v_{0}$水平拋出,與地面發(fā)生彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短。求小球在碰撞后的速度。
【分析】
小球在碰撞前后的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解即可。
【解答】
設(shè)小球碰撞后的速度為$v$,方向與水平方向的夾角為$\theta $,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:
$mv_{0} = m\sqrt{v^{2} + (gt)^{2}} + mv_{x}$
其中$v_{x}$為小球碰撞后的水平分速度,由機(jī)械能守恒定律得:
$mgH = \frac{1}{2}mv_{0}^{2} + \frac{1}{2}mv_{x}^{2}$
聯(lián)立以上兩式可得:
$v_{x} = \sqrt{v_{0}^{2} - 2gH\cos\theta}$
其中$\theta$為小球碰撞后與水平方向的夾角。
【說明】
本題是一道典型的動(dòng)量守恒定律應(yīng)用題,通過小球在平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)和碰撞過程,考查了動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。解題的關(guān)鍵是正確選擇研究對(duì)象和過程,列出相應(yīng)的方程求解。