动量守恒定律条件 动量守恒定律运用条件中“体系”的挑选问题剖析

动量守恒定律与机械能守恒定律相同，是高中物理的基本定律之一，是处理物理问题的有用兵器。动量守恒定律是自然界中的遍及规则之一，不只能处理微观低速问题，还能用来处理微观粒子的磕碰问题等微观高速问题，因而了解并娴熟运用动量守恒定律关于高中物理以及今后的大学理工类的学习有着十分重要的含义。

经过剖析近来学生在学习、运用动量守恒定律时的状况，我发现学生学习、运用动量守恒定律时最大的难点是关于守恒条件的剖析、运用。

动量守恒定律的运用条件：

（1）体系不受外力或遭到的合外力为零。

（2）体系所受的外力比彼此作用力（内力）小的多，以致能够疏忽外力的影响。

（3）体系总体上不满意动量守恒定律，可是在某一特定的方向上体系不受外力，或所受的外力远小于内力，则体系沿这一方向的分动量守恒

关于这三种守恒条件，学生往往能够娴熟的回忆，可是不能真实了解，所以在解题进程中常常生搬硬套，形成剖析过错。其间因为体系挑选的不合理乃至过错导致问题不能正确处理的状况最为常见。我经过例题剖析学生在挑选动量守恒定律的体系时呈现的问题。

一、“体系不受外力或遭到的合外力為零”的动量守恒定律问题

例题1：一辆列车总质量为M，在平直的轨道上以速度v匀速行进，俄然，一节质量为m的车厢脱钩，假定列车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当后一节车厢刚好停止时，前面列车的速度为多大？

这是典型的体系所受合外力为零的动量守恒定律问题，学生受必修一、必修二对体系剖析时遍及挑选运动状况相同的物体作为体系的惯性思想影响，以为火车这不是一个别系，在解题进程中就只能用最基本的动力学思想去处理，难度和杂乱程度可想而知。

而假如挑选整个火车作为一个别系，在脱离之前牵引力等于阻力，脱离后，整个火车的牵引力和所受阻力都没有发生改动，这是很典型的动量守恒定律问题，依据动量守恒定律能够轻松的列出

Mv=（M-m）v+0

v=Mv/（M-m）

在这个标题中学生的问题首要就是关于体系概念的掌握。体系是指彼此作用，彼此相关的若干个别按照必定的规则构成的全体。考虑这是一个单一进程问题，标题中火车的两部分经过铁轨彼此相关，火车全体能够当作一个别系，剖析发现体系所受合外力为零，动量守恒。凭借动量守恒定律能够轻松处理这个问题。

二、“体系所受的外力比彼此作用力（内力）小的多，以致能够疏忽外力的影响”的动量守恒定律问题

例题2：如图所示，在润滑水平面上有两个木块A、B，木块B停止，且其上外表左端放置着一小物块C.已知mA=mB=0.2kg，mC=0.1kg，现使木块A以初速度v=2m/s沿水平方向向右滑动，木块A与B相碰后具有一起速度（但不粘连），C与A、B间均有冲突.求：

（1）木块A与B相碰瞬间木块A的速度及小物块C的速度巨细；

（2）设木块A满意长，求小物块C的终究速度.

剖析：这个问题中关于A、B、C三个物块之间联系的处理是解题的要害。因为三个物体之间的彼此作用又先后顺序，并且并没有悉数参加到彼此作用中，因而需求对整个进程分段剖析由哪些部分组成的体系动量是守恒的。

在木块A、B磕碰瞬间，时刻十分短，木块A、B之间的彼此作用力十分大，此刻小物块C对木块B的冲突力比木块A、B之间的作用力小得多，此刻将木块A、B当作一个别系，动量守恒，依据题意可知碰后瞬间木块A、B有相同的速度，即：

mAv=（mA+mB）v1

v1=1m/s

因为小物块C速度为零，木块A会移动到小物块C的下方，木块A、B不粘连，之后木块A和小物块C彼此作用，终究到达相同速度，木块B速度不再改动，因而在这个阶段应该挑选木块A和小物块C作为一个别系，体系动量守恒，即：

mAv1=（mA+mC）v2

v2=0.67m/s

这个问题提示咱们，在处理动量守恒问题时，几个物块在不同阶段的彼此作用状况不同，因而在不同阶段关于体系的挑选也会有所不同，需求依据标题需求及时改动体系的挑选。即这类多进程问题必定慎用全体作为体系。

三、“体系总体上不满意动量守恒定律，可是在某一特定的方向上体系不受外力，或所受的外力远小于内力，则体系沿这一方向的分动量守恒”的动量守恒定律问题

例题3：如图所示，质量M=2kg的滑块套在润滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球经过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的润滑轴O衔接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自在滚动，开端轻杆处于水平状况，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s，g取10 m/s2.试求小球经过最高点时的速度巨细.

剖析：经过标题剖析，将滑块、轻杆、小球作为一个别系。小球由开始方位运动到最高方位时，速度由竖直方向变为水平方向，而其他物体没有取得竖直方向的速度，因而整个进程中，体系的总动量是不守恒的。

假如考虑在水平方向上体系不受力，水平方向上动量守恒，体系水平方向初动量为零，能够对水平方向使用动量定理：

0=mv1+Mv2 ①

整个进程中，只要重力对小球做功，体系还满意机械能守恒，则有：

mv02/2=mv12/2+Mv22/2 ②

①②式联立就能够解出v1=2m/s

本题在回答进程中要害是挑选适宜的体系，并对体系进行合理的剖析。

综上所述，关于单一个进程，多个物体之间彼此作用，没有先后之分，则优先考虑全体作为一个别系，并经过受力剖析，判别体系全体动量守恒仍是某一方向动量守恒；而假如整个进程中多个物体之间的彼此作用有显着的先后顺序，则需求分段剖析，看每个应该挑选那几个物体作为一个别系，这种状况下，慎用取一切物体作为一个别系的办法。

作者简介

谭现林（1988.3～），性别：男，职务：教师，职称：二级教师，学历（2005级学士）首要研讨方向：物理教育