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如何正确的运用动量守恒定律去解决问题?请看几种学生常见的错误分析与解答

更新时间:2024-02-25 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在光滑的水平面上,一个人站在平板卡车上,以速度 Vo 向右移动。 已知人的质量为m,平板车的质量为M动量守恒定律,在某一时刻,当人相对于平板车以速度μ向左跳动时,车辆的速度为多少此时?C1d物理好资源网(原物理ok网)

我们知道,当人跳上平板车时,平板车对人施加的弹力就是系统的内力。 整个系统中,由于地面光滑,系统不会受到外力的影响。 因此,可以利用动量守恒定律来解决这个问题。 问题。 关键是,动量守恒定律怎么用? 请看一下同学们常犯的几个错误的分析与解答!C1d物理好资源网(原物理ok网)

第一:对系统内部对象了解不够C1d物理好资源网(原物理ok网)

该同学的解题过程如下。 他首先假设人从车上跳下来后的速度是V,他的动量是MV。 根据动量守恒定律,(M+m)Vo=MV,解为V=(M+m)Vo/M。 这位同学的解题方法是典型的对系统缺乏理解。 他认为,人一旦跳出汽车,人和汽车就不再形成一个系统。 因此动量守恒定律,这是不使用动量守恒定律的解决问题的常见形式之一。C1d物理好资源网(原物理ok网)

第二:对动量的矢量性认识不足C1d物理好资源网(原物理ok网)

另一位同学的解题过程如下。 他还首先假设人从车上跳下来后的速度为V,车的动量为MV,人的动量为m(μ+V),动量守恒定律为(M+ m) Vo=MV+(μ+V)m,解为V=Vo-mμ/M+m。 这位同学可能会觉得麻烦。 他干脆用动量守恒定律解决了这个问题,然后赶紧把数值代入其中求出速度。 因此,在不考虑动量矢量性的情况下,由动量守恒定律得到的值往往是错误的。C1d物理好资源网(原物理ok网)

第三:对参照物认识不够C1d物理好资源网(原物理ok网)

另一位同学用动量守恒定律来回答这个问题。 流程如下:假设平板车向右行驶的方向为正方向。 人跳出车辆后,车辆的动量为MV,人的动量为-mμ。 根据动量守恒定律,可得(M+m)Vo=MV-mμ,并可得V=(m+M)Vo/M+m/Mμ。 根据这位同学列出的公式,我们可以判断他首先是用地面作为参照物的。 当人跳下车时,他以汽车为参照物。 应用动量守恒定律时,系统的参考对象必须是相同的,因此这个求解过程也是错误的。C1d物理好资源网(原物理ok网)

看完前面三位同学的错误答案,你是否有过这样的经历呢? 现在,我们就来看看这道题的正确解法吧!C1d物理好资源网(原物理ok网)

首先要选择人和车作为一个系统,以地面为参照物,以汽车向右移动的方向为正方向。 根据动量守恒定律,有(M+m)Vo=MV-m(μ-V),解为V=Vo+mμ/M+m。C1d物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,利用动量守恒定律解决问题时,首先要判断系统是否受到外力作用,或者当系统所受的外力远小于系统内力时,我们可以利用动量守恒定律来解决问题。C1d物理好资源网(原物理ok网)

其次,必须清楚地了解系统的内部组成部分,脱离系统的物体在应用动量守恒定律后不能被丢弃。C1d物理好资源网(原物理ok网)

此外,在应用动量守恒定律时,物体相互作用之前和之后的参考物体必须是相同的。 如果它们不同,系统的动量将不守恒。C1d物理好资源网(原物理ok网)

最后,由于动量是一个适当的量,所以在应用动量守恒定律时,首先必须假设一个正方向。 与正方向相同方向的动量为正,与正方向相反的动量为负。C1d物理好资源网(原物理ok网)

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