知识点 1 相互作用的两个物体的动量改变
1.建构碰撞模型:
如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A,B,当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1,B所受A对它的作用力是F2。碰撞时,两物体之间力的作用时间很短,用Δt表示。
2.推导过程:
(1)以物体A为研究对象,根据动量定理,物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量,即
F1Δt=m1v′1-m1v1①
(2)以物体B为研究对象,物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量,即
F2Δt=m2v′2-m2v2②
(3)根据牛顿第三定律可知两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反,故有F1=-F2。③
(4)整理①②③得
m1v′1+m2v′2=m1v1+m2v2。
3.归纳总结
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。
知识点 2 动量守恒定律
1.系统、内力和外力
(1)系统
相互作用的两个或几个物体组成一个力学系统。
(2)内力
系统内部物体间的相互作用力。
(3)外力
系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
2.动量守恒定律
(1)内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
(2)表达式
对两个物体组成的系统,常写成:
p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(3)适用条件
系统不受外力或者所受外力之和为零。
知识点 3 动量守恒定律的普适性
动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。