物理35动量守恒定律知识点(动量守恒定律的原理)
动量守恒定律是高中物理中非常重要且较难的知识点,也是经常考的知识点。从试题规则来看,动量守恒定律往往与其他知识点联系在一起,如动能定理、机械能、牛顿第二定律、水平投掷运动等,难度较大。本文阐述了动量守恒定律的基本概念,利用前提条件和实验来验证动量守恒定律的实验原理。
动量守恒的概念
如果系统不受外力作用或者外力矢量和为零,则系统的总动量保持不变。该定律称为动量守恒定律。
大家要注意,动量是矢量,必须指定方向;利用动量守恒定律求解问题时,必须指定正方向。
动量守恒定律是自然界中最常见的守恒定律之一。它既适用于宏观的巨大物体,也适用于微观的粒子。它既可以应用于低速运动物体,也可以应用于高速运动物体。动量守恒可以从运动学公式和牛顿运动定律导出。动量守恒定律的物理公式
基本公式:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2;
该公式是两个物体动量守恒的表达式。
多个物体的碰撞可以写为:
m1v1+m2v2+m3v3+……=m1v1+m2v2+m3v3+……
公式也可写为:p1+p2=p1+p2
或者:p1+p2=0,p1=-p2;
虽然文章前面已经提到了,但Physics.com的编辑们还是想在这里提醒大家:在使用公式之前要指定正方向,并且在公式中书写动量时要注意数值的正负性质。动量守恒定律的先决条件
前提:在研究方向上,系统不能受到“外力”的影响;或者外力的代数和为零。
只有满足上述条件,学生才能运用动量守恒定律解决问题。如果您不满意,则无法使用它。解决问题时,如果看不到动量这个词,就用动量守恒。实验原理推导
动量守恒定律实验图
在实验中,我们要验证的是方程:m1·OP=m1·OM+m2·ON是否成立。
让一个质量较大的小球m1沿着溜槽滚下,与放置在溜槽末端的一个质量较小的小球m2正面碰撞。碰撞前m1的入射速度为1,两球的总动量为m11。碰撞后,入射球m1的速度为1,击中球m2的速度为2,两球的总动量为m11+m22。根据动量守恒定律,应有
m11=m11+m22
如果测量碰撞前后两个球的质量m1、m2以及碰撞前后两个球的速度1、1、2,代入上式中,就可以验证动量是否守恒。
可以使用天平测量两个球m1和m2的质量。
它们的速度可以利用平抛运动的知识来测量:因为它们从同一高度落下,所以它们的飞行时间是相同的,假设t,那么它们飞行的水平距离s=t,如图
OP=1t……
OM1t……
ON2t……
若实验中测得的m1、m2、OP、OM、ON满足关系
m1·OP=m1·OM+m2·ON
将代入上式并消去t,可得m1=m11+m22
结论:验证了m1·OP=m1·OM+m2·ON;如果公式成立,则动量守恒定律得到验证。动量守恒定律实验注意事项
一种使用多次测量确定球平均着陆点的方法
(1)先不要放置接触到的球,让入射球从滑道上一定高度滚下,重复10次,用尽可能小的圆围住所有球的落地点,圆心为P(如图8.6-1所示)为球落地点的平均位置;
(2)将击球放在滑槽的前缘,让入射球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞。重复10次。利用上述方法求出入射球碰撞后的平均落点位置M。以及触球的平均落点位置N;
(3)必须调整实验装置,使固定在台面边缘的滑槽端点处的切线处于水平位置,使小柱子与缺口的距离等于小柱子的直径。球,两个球碰撞时高度相同。速度方向在同一直线上;
(4)入射球的质量应大于被击球的质量;
(5)每次应让事故小球从静止位置在溜槽上的同一位置滚下。可在溜槽适当高度处固定挡板,使球靠在挡板上,然后将球释放;
(6)白纸铺好后不能移动。本文由王尚老师提供
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