高中物理知識(shí)點(diǎn):“動(dòng)量守恒”的“條件表述”
來(lái)源:愛(ài)學(xué)啦 2012-09-05 15:40:50
所謂“動(dòng)量守恒”,意指“動(dòng)量保持恒定”?紤]到“動(dòng)量改變”的原因是“合外力的沖”所致,所以“動(dòng)量守恒條件”的直接表述似乎應(yīng)該是“合外力的沖量為O “ 。但在動(dòng)量守恒定律的實(shí)際表述中,其”動(dòng)量守恒條件“卻是”合外力為。“。究其原因,實(shí)際上可以從如下兩個(gè)方面予以解釋。
( 1 ) “條件表述”應(yīng)該針對(duì)過(guò)程
考慮到“沖量”是“力”對(duì)“時(shí)間”的累積,而“合外力的沖量為O “的相應(yīng)條件可以有三種不同的情況與之對(duì)應(yīng):第一,合外力為O 而時(shí)間不為O ;第二,合外力不為0 而時(shí)間為。;第三,合外力與時(shí)間均為。.顯然,對(duì)應(yīng)于后兩種情況下的相應(yīng)表述沒(méi)有任何實(shí)際意義,因?yàn)樵?rdquo;時(shí)間為。“的相應(yīng)條件下討論動(dòng)量守恒,實(shí)際上就相當(dāng)于做出了一個(gè)毫無(wú)價(jià)值的無(wú)效判斷― “此時(shí)的動(dòng)量等于此時(shí)的動(dòng)量”.這就是說(shuō):既然動(dòng)量守恒定律針對(duì)的是系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程而在特定條件下動(dòng)量保持恒定,那么相應(yīng)的條件就應(yīng)該針對(duì)過(guò)程進(jìn)行表述,就應(yīng)該回避“合外力的沖量為O “的相應(yīng)表述中所包含的那兩種使”過(guò)程“退縮為”狀態(tài)“的無(wú)價(jià)值狀況
( 2 ) “條件表述”須精細(xì)到狀態(tài)
考慮到“沖量”是“過(guò)程量”,而作為“過(guò)程量”的“合外力的沖量”即使為。,也不能保證系統(tǒng)的動(dòng)量在某一過(guò)程中始終保持恒定.因?yàn)橥耆赡艹霈F(xiàn)如下?tīng)顩r,即:在某一過(guò)程中的前一階段,系統(tǒng)的動(dòng)量發(fā)生了變化;而在該過(guò)程中的后一階段,系統(tǒng)的動(dòng)量又發(fā)生了相應(yīng)于前一階段變化的逆變化而恰好恢復(fù)到初狀態(tài)下的動(dòng)量.對(duì)應(yīng)于這樣的過(guò)程,系統(tǒng)在相應(yīng)過(guò)程中“合外力的沖量”確實(shí)為O ,但卻不能保證系統(tǒng)動(dòng)量在過(guò)程中保持恒定,充其量也只是保證了系統(tǒng)在過(guò)程的始末狀態(tài)下的動(dòng)量相同而已,這就是說(shuō):既然動(dòng)量守恒定律針對(duì)的是系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程而在特定條件下動(dòng)量保持恒定,那么相應(yīng)的條件就應(yīng)該在針對(duì)過(guò)程進(jìn)行表述的同時(shí)精細(xì)到過(guò)程的每一個(gè)狀態(tài),就應(yīng)該回避“合外力的沖量為。”的相應(yīng)表述只能夠控制“過(guò)程”而無(wú)法約束“狀態(tài)
‘彈性正碰”的“定量研究”
“彈性正碰”的“碰撞結(jié)果”
質(zhì)量為跳,和m :的小球分別以vl 。和跳。的速度發(fā)生彈性正碰,設(shè)碰后兩球的速度分別為二,和二2 ,則根據(jù)碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒和彈性碰撞過(guò)程中系統(tǒng)始末動(dòng)能相等的相應(yīng)規(guī)律依次可得。
“碰撞結(jié)果”的“表述結(jié)構(gòu)”
作為“碰撞結(jié)果”,碰后兩個(gè)小球的速度表達(dá)式在結(jié)構(gòu)上具備了如下特征,即:若把任意一個(gè)小球的碰后速度表達(dá)式中的下標(biāo)作“1 “與”2 “之間的代換,則必將得到另一個(gè)小球的碰后速度表達(dá)式.”碰撞結(jié)構(gòu)“在”表述結(jié)構(gòu)“上所具備的上述特征,其緣由當(dāng)追溯到”彈性正碰“所遵循的規(guī)律表達(dá)的結(jié)構(gòu)特征:在碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒和碰撞始末動(dòng)能相等的兩個(gè)方程中,若針對(duì)下標(biāo)作”1 “與”2 “之間的代換,則方程不變。
“動(dòng)量”與“動(dòng)能”的切入點(diǎn)
“動(dòng)量”和“動(dòng)能”都是從動(dòng)力學(xué)角度描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的參量,若在其間作細(xì)致的比對(duì)和深人的剖析,則區(qū)別是顯然的:動(dòng)量決定著物體克服相同阻力還能夠運(yùn)動(dòng)多久,動(dòng)能決定著物體克服相同阻力還能夠運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn);動(dòng)量是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)量化機(jī)械運(yùn)動(dòng),動(dòng)能則是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)的關(guān)系量化機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
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