第66天动量-守恒条件及推导音频:进度条00:0003:48后退15秒双倍速快进15秒点击上方绿色标记,收听物理笔记的音频解读
大家好,欢迎来到十点课,跟勇哥学物理。今天是高考第66天。我们来谈谈动量守恒定律的推导和条件。
(一)碰撞满足两个守恒
众所周知,所有碰撞问题都必须满足两个守恒定律,
一是动量守恒定律,二是能量守恒定律。
就像我们在笔记中画的一样:
质量为m1和m2的两个物体位于光滑的水平面上。A以一定的速度v1以速度v2与球B碰撞。
当两个小球碰撞时,此类问题必须满足两个守恒。那么今天我们就来说说动量守恒定律及其推导过程。
动量守恒定律是指碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
其表达式为:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2
这是动量守恒定律的表达式,
(二)推导动量守恒定律
动量守恒定律的推导过程是怎样的?
首先假设ab的碰撞时间极短,作用时间为t,ab相互碰撞,产生的相互作用力为F,
设定一个正方向,通常是原来的方向(向右),守恒定律可以由动量定理推导出来。
动量守恒定律适用于由ab组成的系统,而动量定理适用于单个物体,
所以我们分别研究a和b,
动量定理的意思是:合外力的冲量等于动量的变化,所以
对于a,我们得到:-Ft=m1v1-m1v1,这是物体a基于动量定理的公式,
对于b,可得:Ft=m2v2-m2v2,因为b上的冲击力是向右的,冲量为正。
我们将方程1和方程2相加,左边的和等于0,右边的和等于m1v1-m1v1+m2v2-m2v2。
将物品移动并排序,可得:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2;
也就是说,碰撞前的总动量之和等于碰撞后的动量之和。这就是动量守恒定律的推导过程。
(三)动量守恒的条件
我们来谈谈动量守恒定律的条件。有三个条件:
第一个意思是系统没有力或者它受到的总外力为零,动量守恒。
第二个是,如果系统在某个方向上的总外力为零,则该方向上的动量守恒。
第三,当内力远大于外力时,动量守恒。
这三种情况都可以使用动量守恒,但具体是什么呢?
我们有一个典型的例子。勇哥画的。让我们看一下这个例子。
在光滑的水平地面上,有两个物体a和b,通过轻弹簧连接。A靠在墙上,B被力F推向左侧,使两个物体之间的弹簧处于压缩状态,处于静止状态。现在如果力F突然移除,下列哪项陈述是正确的?
这个问题问我们在什么情况下动量守恒,在什么情况下机械能守恒。我们来看看abcd这4个选项。
我们来分析一下这个问题。如果突然去掉力F,
当物块a离开墙壁时,a与墙壁之间存在力。物体a受到墙壁右侧的压力。在这种情况下,系统(a、b和弹簧)上的总外力不为零,因此动量不守恒。
在块a离开墙壁之前,虽然墙壁对物体a施加压力,但物体a是静止的,所以压力不做功,只有弹簧力做功,机械能守恒,所以选项B正确;
当块a离开墙体,系统放置在光滑的水平面上时,它所受到的净外力为零,并且没有来自墙体的压力,因此系统的净外力为零。在这个过程中,动量守恒,机械能也守恒。选项C是正确的。
本题选择BC。这是关于动量守恒定律条件的一个很好的示例问题。请理解这个问题。
今天的分享就到此为止。接下来分享的碰撞类型的结论对于解决问题尤为重要。希望大家在接下来的两节课中能够更加认真地听讲。
今天就这样,明天见。
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