题文
试在下述简化情况下,由牛顿定律和运动学公式导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直线运动,要求说明推导过程中每步的根据,以及公式中各符号和最后结果中各项的意义。
题型:未知 难度:其他题型
答案
设
和
分别表示两质点的质量,F1和F2分别表示它们所受作用力,
分别表示它们的加速度,
分别表示F1和F2作用的时间,
分别表示它们相互作用过程中的初速度,
分别表示末速度,根据牛顿第二定律,
有:
,
由加速度的定义可知:
,
分别代入上式,可得:
,
根据牛顿第三定律,有
,
代入并整理后,最终可得:
其中
为两质点的初动量,
为两质点的末动量,这就是动量守恒定律的表达式。
解析
本题是一道推导证明题。首先要对所引用字母符号的物理意义加以具体说明,在推导过程中每一步都要针对性的给出依据、说明理由,最后按题目要求用文字说出最后结果中各项的意义。因此,在学习物理概念和规律时不能只记结论,还须弄清其中的道理,知道物理概念和规律的由来。
考点
据考高分专家说,试题“试在下述简化情况下,由牛顿定律和运动学公.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





