导图社区 动量守恒定律
这是一篇关于动量守恒定律的思维导图,包括1.动量;2.动定理;3.动量守恒定律;6.反冲现象火箭;5弹性碰撞和非弹性碰撞;4.验证动量守恒定律等。
当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出能量为hv的电子、用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的频率,画出就像云雾一样。
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动量守恒定律
1.动量
寻找碰撞中的不变量
小车碰撞实验
碰撞后质量与速度的乘积相等
动量
定义
质量和速度的乘积mv定义为物体的动量
公式
p=mv
单位
千克米每秒(kg·m/s)
标矢性
标量
方向
与速度方向相同
2.动量定理
动量定理
物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量
冲量
力与力的作用时间的乘积
字母表示
I
动量定理的应用
玻璃杯落在坚硬的地面上,坚硬的地面与杯子的作用时间短,作用力会大些,杯子易破碎。
易碎物品运输时要用柔软材料包装
在船舷和码头悬挂一些具有弹性的物体
延长作用时间,以减小船和码头间的作用力
运动量度
笛卡儿
mv
时间
莱布尼兹
mv²
动能
空间
3.动量守恒定律
相互作用的两个物体的动量改变
m₁v₁′+m₂v₂′=m₁v₁ +m₂v₂
对过程中的任意两时刻的状态都适用
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和
基础定义
力学系统
由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体
内力
系统中物体间的作用力
外力
系统以外的物体施加给系统内物体的力
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为 0,这个系统的总动量保持不变。
动量守恒定律的普适性
研究动量守恒定律的原因
用牛顿运动定律解决问题涉及整个过程中的力,力随时间变化的规律可能很复杂
动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关
动量守恒定律的适用范围
宏观低速
微观(小到分子、原子的尺度),高速(接近光速)
6.反冲现象 火箭
反冲现象
如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。
实例
发射炮弹时,炮弹从炮筒中飞出,炮身则向后退。
应用
农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转,这是因为喷口的朝向略有偏斜,水从喷口喷出时,喷管因反冲而旋转。
火箭
原理
靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度
与动量的联系
计算
喷气后火箭和燃气的总动量为 0
结论
火箭喷出的燃气的速度 u 越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大,火箭获得的速度∆v就越大。
5.弹性碰撞和非弹性碰撞
弹性碰撞和非弹性碰撞
弹性碰撞
系统在碰撞前后动能不变
非弹性碰撞
系统在碰撞后动能减少
弹性碰撞的实例分析
运动物体碰静止物体
列式
碰撞后速度
特殊情况
若m₁=m₂
v₁′=0
v₂′=v₁
若m₁>>m₂
v₁′= v₁
v₂′= 2v₁
若m₁<< m₂
v1′=- v₁
v₂′=0
4.实验:验证动量守恒定律
实验思路
使近似满足动量守恒
使系统所受外力的矢量和近似为0
碰撞
物理量的测量
质量
速度
数据分析
计算出两物体碰撞前后的总动量,并检验碰撞前后总动量的关系是否满足动量守恒定律
参考案例
参考案例1
研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒
1.选取两个质量不同的滑块,在两个滑块相互碰撞的端面装上弹性碰撞架,滑块碰撞后随即分开。
2.在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥
3.在两个滑块间放置轻质弹簧,挤压两个滑块使弹簧压缩,并用一根细线将两个滑块固定。烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块由静止向相反方向运动。
参考案例2
研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒
速度用距离来代替