高中物理选修3-5知识点梳理
一、动量 动量守恒定律
1、动量:能够从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体质量跟其速度乘积,叫做物体动量。②动量是物体机械运动一个量度。
动量表示式P = mv。,其方向就是瞬时速度方向。因为速度是相正确,所以动量也是相正确。
2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统总动量守恒。动量守恒定律依据实际情况有多个表示式,通常常见等号左右分别表示系统作用前后总动量。
利用动量守恒定律要注意以下多个问题:
①动量守恒定律通常是针对物体系,对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于一些特定问题, 比如碰撞、爆炸等,系统在一个很短时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就能够把这些物体看作一个所受合外力为零系统处理, 在这一短临时间内遵照动量守恒定律。
③计算动量时要包含速度,这时一个物体系内各物体速度必需是相对于同一惯性参考系,通常取地面为参考物。
④动量是矢量,所以“系统总动量”是指系统中全部物体动量矢量和,而不是代数和。
⑤动量守恒定律也能够应用于分动量守恒情况。有时即使系统所受合外力不等于零,但只要在某首先上合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量分量是守恒。
⑥动量守恒定律有广泛应用范围。只要系统不受外力或所受合外力为零,那么系统内部各物体相互作用,不管是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律全部适用。系统内部各物体相互作用时,不管含有相同或相反运动方向;在相互作用时不管是否直接接触;在相互作用后不管是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也全部适用。
3、动量和动能、动量守恒定律和机械能守恒定律比较。
动量和动能比较:
①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运动相互转移物理量而动能往往用来描述机械运动和其它运动(比如热、光、电等)相互转化物理量。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度改变能够用动量守恒,若要研究碰撞过程改变成内能机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不一样侧面反应和描述机械运动物理量。
动量守恒定律和机械能守恒定律比较:前者是矢量式,有广泛适用范围,以后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区分在使用中一定要注意。
4、碰撞:两个物体相互作用时间极短,作用力又很大,其它作用相对很小,运动状态发生显著化现象叫做碰撞。
以物体间碰撞形式区分,能够分为“对心碰撞”(正碰), 而物体碰前速度沿它们质心连线;“非对心碰撞”——中学阶段不研究。
以物体碰撞前后两物体总动能是否改变区分,能够分为:“弹性碰撞”。碰撞前后物体系总动能守恒;“非弹性碰撞”,完全非弹性碰撞是非弹性碰撞特例,这种碰撞,物体在相碰后粘合在一起,动能损失最大。
各类碰撞全部遵守动量守恒定律和能量守恒定律,不过在非弹性碰撞中,有一部分动能转变成了其它形式能量,所以动能不守恒了。
二、验证动量守恒定律(试验、探究) Ⅰ
图2-1
【试验目标】研究在弹性碰撞过程中,相互作用物体系统动量守恒.
【试验原理】利用图2-1装置验证碰撞中动量守恒,让一个质量较大球从斜槽上滚下来,跟放在斜槽末端上另一个质量较小球发生碰撞,两球均做平抛运动.因为下落高度相同,从而造成飞行时间相等,我们用它们平抛射程大小替换其速度.小球质量能够测出,速度也可间接地知道,如满足动量守恒式m1v1=m1v1'+m2v2',则可验证动量守恒定律.
深入分析能够知道,假如一个质量为m1,速度为v1球和另一个质量为m2,速度为v2球相碰撞,碰撞后两球速度分别为v1'和v2',则由动量守恒定律有:m1v1=m1v1'+m2v2'.
图2-2
P
【试验器材】两个小球(大小相等,质量不等);斜槽;重锤线;白纸;复写纸;天平;刻度尺;圆规.
【试验步骤】
;
-1安装好斜槽,注意使其末端切线水平,并在地面合适位置放上白纸和复写纸,并在白纸上记下重锤线所指位置
O点.
,让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下,反复数次,便可在复写纸上打出多个点,用圆规作出尽可能小圆,将这些点包含在圆内,则圆心就是不发生碰撞时入射小球平均位置P点图2-2。
,使入射小球和被碰小球能发生正碰;
,反复数次,使两球相碰,根据步骤(3)措施求出入球落地点平均位置M和被碰小球落地点平均位置N;
,测出OM、OP、ON长度;
,验证公式两边数值是否相等(在试验误差许可范围内):m1·OP=m
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