動量守恒定理是中學化學一個十分重要且有難度的知識點,也是常常考到的知識點。從試題命題規律來看,動量守恒定理常常與其他知識點,如動能定律、機械能、牛頓第二定理、平拋運動等聯系命題,難度較大。本文講解動量守恒定理的基本概念動量定理p是什么意思,使用前提條件,以及實驗,驗證動量守恒定理的實驗原理。
動量守恒定理概念
假如一個系統不受外力或所遭到的外力的矢量和為零,這么這個系統的總動量是不變的,這個規律我們稱作動量守恒定理。
你們要注意的是,動量是矢量,必須說明方向;在用動量守恒定理解題時,要規定好正方向。
動量守恒定理是自然界中最普遍的守恒定理之一,它既適用于宏觀的巨大物體動量定理p是什么意思,也適用于微觀粒子;既可用在低速運動的物體上,也適用于高速運轉的物體。動量守恒可用運動學公式、牛頓運動定理推論。
動量守恒定理的數學公式
基本公式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
此公式為兩個物體動量守恒的表達式。
多個物體碰撞可以寫成:
m1v1+m2v2+m3v3+……=m1v1′+m2v2′+m3v3′+……
公式還可以寫成:p1+p2=p1′+p2′
或則:Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2;
盡管文章后面提及了,不過數學網編輯們還是要在這兒提醒你們:公式使用前規定好正方向,公式里所有出現動量的書寫,要注意數值的正負性。
動量守恒定理的前提條件
前提條件:在研究的方向上,系統不能遭到”外力”的作用;或外界的力的代數和為零。
只有滿足上述條件,朋友們能夠使用動量守恒定理解題。不滿足,不能用。在解題時,不能看見動量二字,就用動量守恒。
實驗原理的推論
動量守恒定理實驗示意圖
在實驗中,我們要驗證的是多項式:m1·OP=m1·OM+m2·ON是否創立。
讓質量較大的小球m1從斜槽上滾下,與置于斜槽末端的質量較小的小球m2發生正碰,碰前m1的入射速率為υ1,兩球總動量為m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速率為υ1′,被碰小球m2的速率為υ2′,兩球總動量為隊m1υ1′+m2υ2′,依據動量守恒定理,應有
m1υ1=m1υ1+m2υ2
假如測出兩球的質量m1和m2及兩球在碰撞前后的速率υ1、υ1′、υ2′,代入上式,就可以驗證動量是否守恒.
用天平可測出兩球質量m1、m2.
用平拋運動知識可以測出其速率:因它們下落的高度相同,故飛行時間相同,設為t,則它們飛行的水平距離s=υt,在圖中有
OP=υ1t……①
OM=υ1′t……②
ON=υ2′t……③
假如實驗中測得的m1、m2,OP、OM、ON滿足關系

m1·OP=m1·OM+m2·ON
把①②③代入上式后消掉t可得到mυ1=m1υ1′+m2υ2′
推論:驗證了m1·OP=m1·OM+m2·ON;多項式是創立的,就驗證了動量守恒定理。
動量守恒定理實驗注意事項
多次檢測確定小球平均落點的方式
(1)先不放上被碰小球,讓入射小球從斜槽上某一高度處滾下,重復10次,耗盡可能小的圓把所有小球落點圈在上面,圓心P(如圖8.6-1所示)就是小球落點的平均位置;
(2)把被碰小球置于斜槽后端邊沿處,讓入射小球從原先的高度滾下,使它們發生碰撞,重復10次,用上述方式找出碰后入射球平均落點位置M和被碰小球平均落點位置N;
(3)要調節好實驗裝置,使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平,使小支柱與槽口寬度離等于小球半徑,并且兩球相撞時處在同一高度,碰撞后的速率方向在同仍然線上;
(4)應使入射小球的質量小于被碰小球的質量;
(5)應使入射小球每次從槽上相同位置由靜止滾下.可在斜槽上適當高度處固定一擋板,使小球靠著擋板,之后釋放小球;
(6)白紙鋪好后不能聯通。
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