环保工程师：（理论力学）动量守恒问题的提出

环保工程师：（理论力学）动量守恒问题的提出 来源：考试大2010年12月7日【分享考试大 共建考试大】
问题的提出

1．问题的提出：动量定理揭示了一个物体动量的变化的原因及量度，即物体动量要变化，则它要受到外力并持继作用了一段时间，也即物体要受到冲量．但是，由于力作用的相互性，任何受到外力作用的物体将同时也要对施加该力作用的物体以反作用力，因此研究相互作用的物体系统的总动量的变化规律，是既普遍又有实际价值的重要课题．下面是探究物体系统总动量的变化规律的过程．

碰撞

2．从两体典型的相互作用——碰撞，理论上推导动量守恒定律

问题情景：两球碰撞前后动量变化之间有何关系？

推导过程：四步曲

隔离体分析法：从每个球动量发生变化的原因入手，对每个球进行受力分析，寻找它们各自受到的冲量间的关系

数学认证：对每个球分别运用动量定理，再结合牛顿第三定律，定量推导得两只球动量变化之间的关系——大小相等，方向相反（即相互抵消）。

系统分析法：在前面的基础上，以两只球组成的整体（系统）为研究对象，得出系统总动量的变化规律——总动量的变化为零（总动量守恒）。得出总动量守恒的表达式。（给出内力、外力的概念）

结论：从守恒条件的进一步追问中，完善动量守恒定律的内容，完整地得出动量守恒定律。给出系统受力分析图，得出具体结论。

相互作用的物体，只要系统不受外力作用，或者受到的合外力为零，则系统的总动量守恒

实验验证

3．动量守恒定律的实验验证：用气垫导轨上两个滑块相互作用，验证之一分为二验证：等质量的两个滑块通过金属弹性环相互作用（系统原来静止，烧断系住两滑块的橡皮筋），实验表明，两滑块作用后的总动量矢量也为零．具体操作中，用两只光电门（接到数字计时器s1挡）分别测得作用后两滑块的时间（即两滑块上装有相同宽度的遮光板经过光电门的时间）相等．（用数字计时器中的“转换”挡，调出每次记录的时间）

合二为一验证：等质量的两个物体，一个运动与另一个静止相碰后合二为一，分别测得碰前、碰后的时间。（只一个滑块上装有遮光板）。

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