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“动量守恒定律”要点透析

2020-04-07夏振华

中学课程辅导·教学研究 2020年20期

夏振华

摘要:动量守恒定律是自然界的基本规律之一,它的应用广泛而复杂,解题难度也较大。因此,初学者对其全面而正确的理解就显得很重要。本文介绍并讨论了理解动量守恒定律的四个要点。

关键词:动量守恒;质点组;守恒条件

中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)10-0131

动量守恒定律是自然界的基本规律之一,它在物理教学中是一个难点。基于动量守恒定律的重要性,许多教材对其理解要点进行了归纳,但均不够全面。本文试图在经典力学范围内比较全面地讨论动量守恒定律的理解要点。

一、质点组

动量守恒定律的描述对象是质点组。为确定质点组我们可以“随意选择系统边界,但是一旦选好了边界,哪些质点包括在系统之内,哪些质点是在系统之外,也就确定了”。

以上划分质点组的过程中,有一点不应忽视,那就是质点组是我们“随意”划定的。“随意”就没有客观标准,从没有客观标准划定的质点组出发得到的动量守恒就不可避免地与人联系在一起。

二、动量守恒的条件分析

1.质点组动量守恒条件

3.质点组应用动量守恒的条件之二

动量守恒定律的应用条件在理论基础上放宽为“质点组内部的相互作用远大于外部对质点组的作用”这一点具有重要的现实意义。因为在许多问题中,我们无法确定质点组受到的合外力是否一定为零,但是可以很容易判定质点组内部的相互作用是否远大于外部对质点组的作用。

三、用动量守恒定律解题需要注意时间性

1.质点组的时间性

动量守恒是动量在转化过程中的守恒。当动量无转化时,谈论使用动量守恒将没有意义。同样,我们划定质点组是为了讨论质点组中质点间的动量转化,如果某个质点组的质点间没有动量转化,那么这样的质点组也就没有存在的意义,所以质点组的存在是有时间性的。

比如,在光滑的水平面上有两个铁球m和M,M正以速度v向静止的m运动,并在之后的某时刻与m相碰。处理这个问题我们应用动量守恒,视m、M为质点,则它们组成质点组,需要注意的是,这个质点组只有在二者相碰时才成立。没有相碰时两个小球不构成质点组,因为它们之间没有动量交换,这样再去分析它们的动量是否守恒也就没有意义。

2.动量的瞬时性

参考文献:

[1]邓发明.关于动量守恒定律的讨论[J].西南民族大学学报(自然科學版),2004(6):856-858.

[2]许勤.一道发人深省的力学题[J].中学物理教学参考,2008(5).

[3]张三慧.普通物理学教程力学[M].北京:清华大学出版社,2003.

(作者单位:云南省昆明市第一中学西山学校650100)