高中物理動(dòng)量守恒?動(dòng)量守恒的條件表述為“合外力為零”。這一表述的原因可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行解釋:針對(duì)過(guò)程的表述:動(dòng)量守恒定律針對(duì)的是系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程并在特定條件下動(dòng)量保持恒定?!皼_量”是“力”對(duì)“時(shí)間”的累積,那么,高中物理動(dòng)量守恒?一起來(lái)了解一下吧。
從時(shí)間與空間的經(jīng)典時(shí)空觀角度,高中物理中的兩大守恒定律(能量守恒、動(dòng)量守恒)可理解為力在空間和時(shí)間維度上積累效應(yīng)的體現(xiàn),具體分析如下:
一、能量守恒:力在空間維度上的積累核心邏輯:外力對(duì)物體做功的過(guò)程,本質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
空間維度的作用:
外力$F$作用在物體上,使其發(fā)生位移$x$,外力做功$W=Fscosθ$($θ$為力與位移的夾角)。
根據(jù)動(dòng)能定理,外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化:$W_{總}(cāng)=E_{k2}-E_{k1}$。
合外力不做功時(shí),物體動(dòng)能守恒,即系統(tǒng)總能量不變。
有力做功時(shí),能量在不同形式間轉(zhuǎn)化:
重力做功:動(dòng)能與重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化;
彈力做功:動(dòng)能與彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化;
摩擦力做功:動(dòng)能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。
圖:外力做功導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),侵刪)二、動(dòng)量守恒:力在時(shí)間維度上的積累核心邏輯:外力對(duì)物體施加沖量的過(guò)程,本質(zhì)是動(dòng)量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,沖量是動(dòng)量轉(zhuǎn)化的量度。
動(dòng)量守恒的條件表述為“合外力為零”。這一表述的原因可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行解釋:
針對(duì)過(guò)程的表述:
動(dòng)量守恒定律針對(duì)的是系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程并在特定條件下動(dòng)量保持恒定。
“沖量”是“力”對(duì)“時(shí)間”的累積,而“合外力的沖量為零”的條件可以有三種情況:合外力為零而時(shí)間不為零;合外力不為零而時(shí)間也非零;合外力與時(shí)間均為零。
后兩種情況下的表述沒(méi)有實(shí)際意義,因?yàn)樵凇皶r(shí)間為零”的條件下討論動(dòng)量守恒相當(dāng)于做出了無(wú)效判斷。
因此,動(dòng)量守恒的條件應(yīng)針對(duì)過(guò)程進(jìn)行表述,即“合外力為零”。
精細(xì)到狀態(tài)的表述:
“沖量”是“過(guò)程量”,即使“合外力的沖量為零”,也不能保證系統(tǒng)的動(dòng)量在某一過(guò)程中始終保持恒定。
可能出現(xiàn)在某一過(guò)程中的前一階段動(dòng)量發(fā)生變化,后一階段動(dòng)量又發(fā)生逆變化而恢復(fù)到初狀態(tài)下的動(dòng)量。
因此,動(dòng)量守恒的條件應(yīng)精細(xì)到過(guò)程的每一個(gè)狀態(tài),而“合外力為零”的表述能夠確保在整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量保持不變。
綜上所述,動(dòng)量守恒的條件表述為“合外力為零”,這一表述既針對(duì)過(guò)程又精細(xì)到狀態(tài),能夠確保系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中的動(dòng)量保持恒定。
在動(dòng)量定理中,公式F合t=mv2-mv1里的速度V是以地面為參考系測(cè)量的,這里的V表示物體相對(duì)于地面的速度。動(dòng)量和動(dòng)能的概念都依賴于參考系的選擇,不同的參考系會(huì)導(dǎo)致物體的動(dòng)量和動(dòng)能有所不同。
假設(shè)有兩個(gè)物體A和B同向運(yùn)動(dòng),若物體A相對(duì)于地面的速度為V1,而物體B相對(duì)于物體A的速度為V2,那么物體B相對(duì)于地面的速度就是V1加上V2。具體來(lái)說(shuō),如果B追趕A,V2是正的,B相對(duì)于地面的速度就是V1+V2;如果B在A前面,V2是負(fù)的,B相對(duì)于地面的速度則是V1-V2。
類似地,當(dāng)物體A和B反向運(yùn)動(dòng)時(shí),同樣地,若A相對(duì)于地面的速度是V1,B相對(duì)于A的速度依然是V2,但這時(shí)B相對(duì)于地面的速度應(yīng)該是V1減去V2。具體而言,如果B在A的前面,則V2是正的,B相對(duì)于地面的速度是V1-V2;如果B在A的后面,則V2是負(fù)的,B相對(duì)于地面的速度變?yōu)閂1+V2。
理解相對(duì)速度的概念對(duì)于解決物理問(wèn)題至關(guān)重要。通過(guò)正確地計(jì)算相對(duì)速度,我們可以更準(zhǔn)確地分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和動(dòng)量變化。在實(shí)際應(yīng)用中,這不僅有助于解決簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題,還能幫助我們更好地理解復(fù)雜的物理現(xiàn)象。
相對(duì)速度的計(jì)算方法在多個(gè)物理情境中都有所應(yīng)用。無(wú)論是車輛的相對(duì)速度、火箭發(fā)射時(shí)的相對(duì)速度,還是日常生活中的相對(duì)速度計(jì)算,都離不開(kāi)這一概念。

合外力的沖量為0時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。下面是對(duì)動(dòng)量守恒條件的理解:
一、動(dòng)量守恒的含義
從中學(xué)的動(dòng)量定理表達(dá)式Ft=p'-p來(lái)看,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受的合力F保持為0時(shí),則有p'=p,即質(zhì)點(diǎn)的末動(dòng)量等于初動(dòng)量。但這里的“不變”并不等同于“守恒”的完整含義。從普通物理學(xué)的動(dòng)量定理表達(dá)式來(lái)看,動(dòng)量守恒不僅要求質(zhì)點(diǎn)的末動(dòng)量等于初動(dòng)量,而且還要求在整個(gè)過(guò)程中任一時(shí)刻的動(dòng)量都相等,即動(dòng)量是一個(gè)恒矢量。
二、動(dòng)量守恒條件的深入分析
合力為零與沖量為零的區(qū)別:
從中學(xué)動(dòng)量定理表達(dá)式Ft=p'-p出發(fā),學(xué)生可能會(huì)認(rèn)為,若合力F=0,則合力的沖量I=Ft也必為0,從而得出“合力的沖量為0也是動(dòng)量守恒的條件”的結(jié)論。但實(shí)際上,這是由中學(xué)階段數(shù)學(xué)知識(shí)所限導(dǎo)致的誤解。
從普通物理的動(dòng)量定理積分形式來(lái)看,合力F是被積函數(shù),沖量I是函數(shù)F的積分值。由高等數(shù)學(xué)可知,當(dāng)被積函數(shù)F=0時(shí),積分值I也一定為零;但反之,當(dāng)積分值I=0時(shí),被積函數(shù)F不一定為0。這意味著,即使合力的沖量為0,也不能保證在整個(gè)過(guò)程中合力始終為0,因此不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為合力的沖量為0就是動(dòng)量守恒的條件。
(1)
系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒。I=(M+m)v
動(dòng)能為(M+m)v2/2=I2/(2(M+m))
(2)
m開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)時(shí),I=mv m的動(dòng)能,也就是系統(tǒng)的初始動(dòng)能為I2/(2m)
返回到最左端時(shí),動(dòng)能損失為I2/(2m)-I2/(2(M+m))=I2M/(2m(M+m))
彈簧壓縮到最短時(shí),機(jī)械能損失為總損失量的一半,是I2M/(4m(M+m)),系統(tǒng)此時(shí)具有動(dòng)能為(M+m)v2/2=I2/(2(M+m)),則彈性勢(shì)能為
I2/(2m)-I2/(2(M+m))-I2M/(4m(M+m))=I2M/(2m(M+m))

以上就是高中物理動(dòng)量守恒的全部?jī)?nèi)容,一、動(dòng)量守恒的含義 從中學(xué)的動(dòng)量定理表達(dá)式Ft=p'-p來(lái)看,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受的合力F保持為0時(shí),則有p'=p,即質(zhì)點(diǎn)的末動(dòng)量等于初動(dòng)量。但這里的“不變”并不等同于“守恒”的完整含義。從普通物理學(xué)的動(dòng)量定理表達(dá)式來(lái)看,動(dòng)量守恒不僅要求質(zhì)點(diǎn)的末動(dòng)量等于初動(dòng)量,內(nèi)容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng),信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。