高中物理动量守恒?动量守恒的条件表述为“合外力为零”。这一表述的原因可以从以下两个方面进行解释:针对过程的表述:动量守恒定律针对的是系统经历某一过程并在特定条件下动量保持恒定。“冲量”是“力”对“时间”的累积,那么,高中物理动量守恒?一起来了解一下吧。
从时间与空间的经典时空观角度,高中物理中的两大守恒定律(能量守恒、动量守恒)可理解为力在空间和时间维度上积累效应的体现,具体分析如下:
一、能量守恒:力在空间维度上的积累核心逻辑:外力对物体做功的过程,本质是能量转化的过程,功是能量转化的量度。
空间维度的作用:
外力$F$作用在物体上,使其发生位移$x$,外力做功$W=Fscosθ$($θ$为力与位移的夹角)。
根据动能定理,外力对物体做的总功等于物体动能的变化:$W_{总}=E_{k2}-E_{k1}$。
合外力不做功时,物体动能守恒,即系统总能量不变。
有力做功时,能量在不同形式间转化:
重力做功:动能与重力势能相互转化;
弹力做功:动能与弹性势能相互转化;
摩擦力做功:动能与内能相互转化。
图:外力做功导致能量转化(图片来源于网络,侵删)二、动量守恒:力在时间维度上的积累核心逻辑:外力对物体施加冲量的过程,本质是动量转化的过程,冲量是动量转化的量度。
动量守恒的条件表述为“合外力为零”。这一表述的原因可以从以下两个方面进行解释:
针对过程的表述:
动量守恒定律针对的是系统经历某一过程并在特定条件下动量保持恒定。
“冲量”是“力”对“时间”的累积,而“合外力的冲量为零”的条件可以有三种情况:合外力为零而时间不为零;合外力不为零而时间也非零;合外力与时间均为零。
后两种情况下的表述没有实际意义,因为在“时间为零”的条件下讨论动量守恒相当于做出了无效判断。
因此,动量守恒的条件应针对过程进行表述,即“合外力为零”。
精细到状态的表述:
“冲量”是“过程量”,即使“合外力的冲量为零”,也不能保证系统的动量在某一过程中始终保持恒定。
可能出现在某一过程中的前一阶段动量发生变化,后一阶段动量又发生逆变化而恢复到初状态下的动量。
因此,动量守恒的条件应精细到过程的每一个状态,而“合外力为零”的表述能够确保在整个过程中系统的动量保持不变。
综上所述,动量守恒的条件表述为“合外力为零”,这一表述既针对过程又精细到状态,能够确保系统在整个过程中的动量保持恒定。
在动量定理中,公式F合t=mv2-mv1里的速度V是以地面为参考系测量的,这里的V表示物体相对于地面的速度。动量和动能的概念都依赖于参考系的选择,不同的参考系会导致物体的动量和动能有所不同。
假设有两个物体A和B同向运动,若物体A相对于地面的速度为V1,而物体B相对于物体A的速度为V2,那么物体B相对于地面的速度就是V1加上V2。具体来说,如果B追赶A,V2是正的,B相对于地面的速度就是V1+V2;如果B在A前面,V2是负的,B相对于地面的速度则是V1-V2。
类似地,当物体A和B反向运动时,同样地,若A相对于地面的速度是V1,B相对于A的速度依然是V2,但这时B相对于地面的速度应该是V1减去V2。具体而言,如果B在A的前面,则V2是正的,B相对于地面的速度是V1-V2;如果B在A的后面,则V2是负的,B相对于地面的速度变为V1+V2。
理解相对速度的概念对于解决物理问题至关重要。通过正确地计算相对速度,我们可以更准确地分析物体的运动状态和动量变化。在实际应用中,这不仅有助于解决简单的物理问题,还能帮助我们更好地理解复杂的物理现象。
相对速度的计算方法在多个物理情境中都有所应用。无论是车辆的相对速度、火箭发射时的相对速度,还是日常生活中的相对速度计算,都离不开这一概念。

合外力的冲量为0时,系统的动量守恒。下面是对动量守恒条件的理解:
一、动量守恒的含义
从中学的动量定理表达式Ft=p'-p来看,当质点所受的合力F保持为0时,则有p'=p,即质点的末动量等于初动量。但这里的“不变”并不等同于“守恒”的完整含义。从普通物理学的动量定理表达式来看,动量守恒不仅要求质点的末动量等于初动量,而且还要求在整个过程中任一时刻的动量都相等,即动量是一个恒矢量。
二、动量守恒条件的深入分析
合力为零与冲量为零的区别:
从中学动量定理表达式Ft=p'-p出发,学生可能会认为,若合力F=0,则合力的冲量I=Ft也必为0,从而得出“合力的冲量为0也是动量守恒的条件”的结论。但实际上,这是由中学阶段数学知识所限导致的误解。
从普通物理的动量定理积分形式来看,合力F是被积函数,冲量I是函数F的积分值。由高等数学可知,当被积函数F=0时,积分值I也一定为零;但反之,当积分值I=0时,被积函数F不一定为0。这意味着,即使合力的冲量为0,也不能保证在整个过程中合力始终为0,因此不能简单地认为合力的冲量为0就是动量守恒的条件。
(1)
系统水平方向动量守恒。I=(M+m)v
动能为(M+m)v²/2=I²/(2(M+m))
(2)
m开始向右运动时,I=mv m的动能,也就是系统的初始动能为I²/(2m)
返回到最左端时,动能损失为I²/(2m)-I²/(2(M+m))=I²M/(2m(M+m))
弹簧压缩到最短时,机械能损失为总损失量的一半,是I²M/(4m(M+m)),系统此时具有动能为(M+m)v²/2=I²/(2(M+m)),则弹性势能为
I²/(2m)-I²/(2(M+m))-I²M/(4m(M+m))=I²M/(2m(M+m))

以上就是高中物理动量守恒的全部内容,一、动量守恒的含义 从中学的动量定理表达式Ft=p'-p来看,当质点所受的合力F保持为0时,则有p'=p,即质点的末动量等于初动量。但这里的“不变”并不等同于“守恒”的完整含义。从普通物理学的动量定理表达式来看,动量守恒不仅要求质点的末动量等于初动量,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。