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判断一个物体或系统的动量守恒定律的由来!

更新时间:2024-02-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

两辆质量相等的汽车放置在光滑的水平面上。 车厢中间有一个弹簧。 用细线连接两辆车后,弹簧处于压缩状态。 此时整个系统的动量为零。 当我们把细线剪短时,我们发现两辆车的运动方向相反,同时经过了同样的两个点A和B作为弹簧的中心点。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

由于动量是适量的,所以当它们同时经过A点和B点时,两车的瞬时速度相等。 也就是说,两辆车的动量相等,但方向相反,所以两辆车也即系统的动量也为零。 换句话说,它们的初始状态和最终状态的总动量是相等的。 从这个实验中可以得出关于动量守恒定律的两条信息。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

第一:系统上的总外力为零。 毕竟水平面处于光滑状态,这意味着系统不会受到摩擦力的影响。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

第二:系统的内力远大于系统的外力。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

当然,这只是实验观察到的动量守恒。 由于系统的动量守恒,因此必须用公式来表示。 现在我们就来看看动量守恒定律的由来吧!nZ3物理好资源网(原物理ok网)

同样在光滑的水平面上,球H以速度V1向左移动,球N也以速度V2向左移动。 假设V2大于V1,那么在某一时刻,N球肯定会装载H球。在两个小球碰撞的瞬间,我们假设H球受到的冲击力为Fh,冲击力为Fh。 N 球上的力为 Fn。 根据动量定理,我们可以列出以下公式:nZ3物理好资源网(原物理ok网)

即Fh×T=MV1'-MV1,Fn×T=MV2'-MV2,其中V1'为H球碰撞后的瞬时速度,V2'为N球碰撞后的瞬时速度。 根据牛顿第三定律,Fh和Fn是一对作用力和反作用力之间的关系。 Fh和Fn的大小相等且方向相反。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

因此,我们可以得到如下公式,即MV1'-MV1=-(MV2'-MV2)。 对方程两边进行处理后,我们可以得到一个经典的公式,即MV1+MV2=MV1'+MV2',这个公式表明系统的初始动量之和等于最终动量之和。 这就是著名的动量守恒定律。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

动量守恒定律的应用是有条件的,即如果系统(两个或多个物体)不受外力作用或者总外力为零,则系统的动量守恒。 当然,这是绝对理想状态下的情况。 当系统所受的外力远小于系统所受的内力时动量守恒定律的条件是什么,我们也可以认为系统的动量也是守恒的。 现在,我们来谈谈外力和内力!nZ3物理好资源网(原物理ok网)

这里举个例子,一目了然。 有一个处于自然拉伸状态的弹簧。 弹簧的左侧连接到墙壁,右侧连接到木块。 将木块放置在光滑的水平表面上。 当我们用玩具枪瞄准木块发射飞镖时动量守恒定律的条件是什么,飞镖插入木块后会压缩弹簧。 当弹簧被压缩到最短距离时,系统的动量守恒吗?nZ3物理好资源网(原物理ok网)

显然,这个系统的动量不守恒,因为除了内部弹力之外,系统还受到墙体对系统的支撑力(外力),而且这个外力还在时刻变化,这意味着系统所受的外力不为零,因此系统的动量不守恒。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

当弹簧被压缩到最短距离时,木块弹开瞬间的速度是零还是最大速度? 这是我们以后要研究的问题,大家可以先思考一下。nZ3物理好资源网(原物理ok网)

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