高中物理动量守恒定律概念及实验

文/李男

动量守恒定律是高中物理一个非常重要且有难度的知识点,下面小编整理了高中物理动量守恒定律概念及实验,供大家参考!

高中物理动量守恒定律概念及实验

动量守恒定律概念

如果一个系统不受外力或所受到的外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量是不变的,这个规律我们叫做动量守恒定律。

大家要注意的是,动量是矢量,必须说明方向;在用动量守恒定律解题时,要规定好正方向。动量守恒定律是自然界中最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观的巨大物体,也适用于微观粒子;既可用在低速运动的物体上,也适用于高速运转的物体。动量守恒可用运动学公式、牛顿运动定律推导。

动量守恒定律的物理公式

基本公式:m1v1+m2v2= m1v1′+m2v2′;此公式为两个物体动量守恒的表达式。

多个物体碰撞可以写成:m1v1+m2v2+ m3v3+……= m1v1′+m2v2′+ m3v3′+……

公式还可以写成:p1+p2=p1′+p2′或者:Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2;

在这里提醒大家:公式使用前规定好正方向,公式里所有出现动量的书写,要注意数值的正负性。

动量守恒定律实验

在实验中,我们要验证的是方程:m1·OP=m1·OM +m2·ON是否成立。

让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队m1υ1′+m2υ2′,根据动量守恒定律,应有m1υ1=m1υ1+m2υ2如果测出两球的质量m1和m2及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′,代入上式,就可以验证动量是否守恒。

用天平可测出两球质量m1、m2.用平抛运动知识可以测出其速度:因它们下落的高度相同,故飞行时间相同,设为t,则它们飞行的水平距离s=υt,在图中有OP=υ1t……①OM=υ1′t ……②ON=υ2′t ……③如果实验中测得的m1、m2,OP、OM、ON满足关系m1·OP=m1·OM +m2·ON把①②③代入上式后消去t可得到mυ1= m1υ1′+ m2υ2′

结论:验证了m1·OP=m1·OM +m2·ON;式子是成立的,就验证了动量守恒定律。

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