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動量守恒定理應用模型

2023-11-11 08:29:02教育資訊60

模型劃分scY物理好資源網(原物理ok網)

本模型主要處理關于動量守恒定理的理解與應用技巧以及與能量守恒相結合的通常情況,不涉及具體的碰撞、子彈打鐵塊及人船模型等。scY物理好資源網(原物理ok網)

模型破解scY物理好資源網(原物理ok網)

1.動量守恒定理內容scY物理好資源網(原物理ok網)

一個系統不受外力或所受外力之和為零,這個系統的總動量保持不變,這個推論稱作動量守恒定理。scY物理好資源網(原物理ok網)

2.動量守恒定理表達式scY物理好資源網(原物理ok網)

(1)守恒角度:作用過程中系統在任一時刻動量均相等p=p′scY物理好資源網(原物理ok網)

(2)變化的角度:作用前后系統的總動量變化為零Δp=0scY物理好資源網(原物理ok網)

(3)轉移角度:系統內A物體動量的增量等于B物體動量的降低量即兩個物體的動量變化大小相等動量守恒定律,方向相反scY物理好資源網(原物理ok網)

Δp1=-Δp2scY物理好資源網(原物理ok網)

此處要注意動量變化的矢量性.在兩物體互相作用的過程中,也可能兩物體的動量都減小,也可能都減少,但其矢量和不變。scY物理好資源網(原物理ok網)

3.動量守恒定理的理解(1)條件性scY物理好資源網(原物理ok網)

動量守恒定理是自然界最普遍、最基本的規律之一。除了適用于宏觀物體的低速運動,也適用與微觀物體的高速運動。小到微觀粒子,大到宇宙天體,無論內力是哪些性質的力,只要滿足守恒條件,動量守恒定理總是適用的。應用動量守恒定理解題時可從三種情況進行判斷:scY物理好資源網(原物理ok網)

(i).系統不受外力或則所受合外力為零;scY物理好資源網(原物理ok網)

(ii).系統所受合外力似乎不為零,但系統的內力遠小于外力時,如碰撞、爆炸等現象中,系統的動量可看成近似守恒;scY物理好資源網(原物理ok網)

(iii).系統總的來看不符合以上條件的任意一條,則系統的總動量不守恒。并且若系統在某一方向上符合以上條件的任意一條,則系統在該方向上動量守恒。scY物理好資源網(原物理ok網)

例1.如圖所示,質量分別為m和2m的A、B兩個鐵塊間用輕彈簧相連,置于光滑水平面上,A靠緊豎直墻.用水平力F將B向左壓,使彈簧被壓縮一定厚度,靜止后彈簧存儲的彈性勢能為E.這時忽然撤掉F,關于A、B和彈簧組成的系統,下述說法正確的是()scY物理好資源網(原物理ok網)

A.撤掉F后,系統動量守恒,機械能守恒scY物理好資源網(原物理ok網)

B.撤掉F后,A離開豎直墻前,系統動量不守恒,機械能守恒scY物理好資源網(原物理ok網)

C.撤掉F后,A離開豎直墻后,彈簧的彈性勢能最大值為EscY物理好資源網(原物理ok網)

D.撤掉F后,A離開豎直墻后,彈簧的彈性勢能最大值為E/3scY物理好資源網(原物理ok網)

(2)矢量性scY物理好資源網(原物理ok網)

動量是矢量。動量守恒定理的等式是一個矢量多項式。在一維情況下,一般規定正方向后,能確定方向的數學量一律將方向表示為“+”或“-”,化學量中只代入大?。翰荒艽_定方向的數學量可以用字母表示,若估算結果為“+”,則說明其方向與規定的正方向相同,若估算結果為“-”,則說明其方向與規定的正方向相反。scY物理好資源網(原物理ok網)

例4.如圖所示,質量為mB=2kg的鐵塊B靜止在光滑水平面上。一質量為mA=1kg的鐵塊A以某一初速率v0=5m/s沿水平方向往右運動,與B碰撞后都往右運動。鐵塊B與擋板碰撞后立刻回調(設鐵塊B與擋板碰撞過程無機械能損失)。后來鐵塊B與A發生二次碰撞動量守恒定律,碰后A、B同向運動,速率大小分別為1.2m/s、0.9m/s。求第一次鐵塊A、B碰撞過程中A對B的沖量大小和方向。scY物理好資源網(原物理ok網)

(3)相對性scY物理好資源網(原物理ok網)

物體的動量與參考系的選擇有關。一般,取地面為參考系,因而,作用前后的速率都必須相對于地面。scY物理好資源網(原物理ok網)

(4)瞬時性scY物理好資源網(原物理ok網)

動量守恒定律_動量守恒定律是_動量守恒定律定義scY物理好資源網(原物理ok網)

動量是一個瞬時量,動量守恒定理指的是系統任剎那間的動量和恒定。為此,列舉的動量守恒定理表達式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…,其中v1,v2…都是作用前同一時刻的瞬時速率,v1ˊ,v2ˊ都是作用后同一時刻的瞬時速率。只要系統滿足動量守恒定理的條件,在互相作用過程的任何一個頓時,系統的總動量都守恒。在具體問題中,可依據任何兩個頓時系統內各物體的動量,列舉動量守恒表達式。scY物理好資源網(原物理ok網)

例5.質量M的小船尾部有一質量m的人,人和船以v往前行駛.人以相對于船的水平速率u向后跳出后,船速為多大?(5)普適性scY物理好資源網(原物理ok網)

它除了適用于兩個物體組成的系統,也適用于多個物體組成的系統;除了適用于宏觀物體組成的系統,也適用于微觀粒子組成的系統。scY物理好資源網(原物理ok網)

例.如圖所示,鐵塊A的質量mA=1kg,足夠長的木板B的質量mB=4kg,質量為mC=4kg的鐵塊C放在木板B的右端,已知水平地面光滑,B、C之間有磨擦.現使A以v0=12m/s的初速率往右運動,與B碰撞后以4m/s速度彈回,求隨后的運動過程中scY物理好資源網(原物理ok網)

①木板B的最大速度;scY物理好資源網(原物理ok網)

②木塊C的最大速度.scY物理好資源網(原物理ok網)

4.動量守恒定理的通常解題步驟scY物理好資源網(原物理ok網)

①確定研究對象(系統),進行受力剖析:scY物理好資源網(原物理ok網)

②確定研究過程,進行運動剖析;scY物理好資源網(原物理ok網)

③判斷系統在所研究的過程中是否滿足動量守恒定理創立的條件;scY物理好資源網(原物理ok網)

④規定某個方向為正方向,剖析初末狀態系統的動量;scY物理好資源網(原物理ok網)

⑤根據動量守恒定理構建多項式,并求出結果。scY物理好資源網(原物理ok網)

5.動量守恒與能量守恒的結合scY物理好資源網(原物理ok網)

在動量與能量結合的問題中,常見的情形有:一是借助在某一過程中動量或某一方向的動量守恒,同時借助此過程中系統的能量守恒列多項式求解;二是多階段過程中,整個過程中動量并不守恒,只在某個階段中或某個瞬時動量守恒,可借助動量守恒列多項式,而在其它階段借助能量守恒列方程,再聯立求解。scY物理好資源網(原物理ok網)

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