2013年广东物理一轮讲义第十二章第二讲动量守恒定律及应用
- 格式:ppt
- 大小:934.50 KB
- 文档页数:55
角动量守恒定理及其应用摘要:角动量这一概念是经典物理学里面的重要组成部分,角动量的研究主要是对于物体的转动方面,并且可以延伸到量子力学以、原子物理及天体物理等方面。
角动量这一概念范畴系统的介绍的力矩、角速度、角加速度的概念,并且统筹的联系到质点系、质心系、对称性等概念。
关键词:角动量;力矩;角动量守恒;矢量;转动;应用Angular momentum conservation theorems and theirapplicationAbstract:Angular momentum to the concept of classical physics there is an important component of angular momentum of research mainly for the rotation, and may extend to the quantum mechanics and physical and in the astrophysical. angular momentum in the categorical system of the present moment, the angular velocity, the concepts of angular acceleration and co-ordination of the particle, the quality of heart, symmetry, and concepts.Key words:Angular momentum;Torque;Conservation of angular momentum; Vector; Turn; application.引言在研究物体运动时,人们经常可以遇到质点或质点系绕某一定点或轴线运动的情况。
例如太阳系中行星绕太阳的公转、月球绕地球的运转、物体绕某一定轴的转动等,在这类运动中,运动物体速度的大小和方向都在不断变化,因而其动量也在不断变化。
§2 动量守恒定律及其应用教案目标:1.掌握动量守恒定律的内容及使用条件,知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题.2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤.3.会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题.教案重点:动量守恒定律的正确应用;熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤.教案难点:应用动量守恒定律时守恒条件的判断,包括动量守恒定律的“五性”:①条件性;②整体性;③矢量性;④相对性;⑤同时性.教案方法:1.学生通过阅读、对比、讨论,总结出动量守恒定律的解题步骤.2.学生通过实例分析,结合碰撞、爆炸等问题的特点,明确动量守恒定律的矢量性、同时性和相对性.3.讲练结合,计算机辅助教案教案过程一、动量守恒定律1.动量守恒定律的内容一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
即:22112211v m v m v m v m '+'=+ 2.动量守恒定律成立的条件⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。
⑷全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒。
3.动量守恒定律的表达形式(1)22112211v m v m v m v m '+'=+,即p 1+p 2=p 1/+p 2/, (2)Δp 1+Δp 2=0,Δp 1= -Δp 2 和1221v v m m ∆∆-=4.动量守恒定律的重要意义从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。
(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。
)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。
相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。
例如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。
《动量守恒定律》讲义一、什么是动量守恒定律在物理学中,动量守恒定律是一个非常重要的基本定律。
那什么是动量守恒定律呢?动量,简单来说就是物体的质量和速度的乘积。
如果一个物体的质量是 m,速度是 v,那么它的动量就是 p = mv。
动量守恒定律指的是:在一个不受外力或者所受合外力为零的系统中,系统的总动量保持不变。
这就好比是在一个封闭的房间里,房间里的各种物体相互碰撞、运动,如果没有外力来干扰这个房间里的情况,那么房间里所有物体的总动量始终不会改变。
为了更好地理解这个定律,我们来举几个例子。
比如在光滑水平面上,两个质量分别为 m1 和 m2 的小球,以速度 v1 和 v2 相向运动,发生碰撞后,它们的速度分别变为 v1' 和 v2'。
根据动量守恒定律,就有m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
再比如,火箭在太空中飞行。
火箭燃料燃烧产生的气体向后喷出,火箭向前飞行。
在这个过程中,火箭和喷出的气体组成的系统,其总动量是守恒的。
二、动量守恒定律的条件动量守恒定律可不是随便什么时候都能成立的,它有一定的条件。
首先,系统不受外力或者所受合外力为零。
这是最理想的情况,就像前面提到的光滑水平面上的两个小球碰撞。
其次,如果系统所受外力远远小于内力,在这种情况下,外力对系统的动量改变可以忽略不计,我们也可以近似认为系统的动量守恒。
比如爆炸过程,虽然爆炸时受到重力等外力的作用,但爆炸产生的内力远远大于外力,所以在短时间内可以认为动量守恒。
三、动量守恒定律的推导动量守恒定律可以通过牛顿运动定律推导出来。
假设一个由两个相互作用的物体组成的系统,它们之间的作用力和反作用力分别为 F1 和 F2。
根据牛顿第二定律,对于物体 1 有 F1 = dp1/dt,对于物体 2 有 F2 = dp2/dt。
因为作用力和反作用力大小相等、方向相反,即 F1 = F2,所以dp1/dt = dp2/dt。