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1、系统动量近似守恒吗?湖北省恩施高中 陈恩谱【摘 要】笔者从“系统的动量定理”出发,指出了系统内力、外力对系统动量的不同贡献,进而对“打击、碰撞、爆炸类问题”中所谓“系统动量近似守恒”的真实含义进行了严格辨析,以图改变部分教师和学生对“系统动量近似守恒”的错误理解。【关键词】系统的动量定理 动量近似守恒 内力 外力 打击、碰撞、爆炸类问题很多高中物理资料和教师在分析“打击、碰撞、爆炸类问题”时,常常谈到所谓“动量近似守恒”概念及其条件“”,人教版选修3-5教材甚至也有类似的分析。笔者认为,这些说法都是不科学的。一、内力、外力对系统总动量的影响1、系统的动量定理F1F2F21F1212如右图所示,
2、两个物体组成的系统,存在系统内力F21、F12和系统外力F1、F2的作用,则由动量定理,有对1:对2:两式相加,得:由牛顿第三定律,有:则有:即:这就是系统的动量定理:系统总动量的变化,等于系统外力的总冲量。2、系统内力、外力对系统总动量的影响由系统的动量定理可知,系统总动量的变化与内力无关(当然更与内力的大小无关),而是只与系统外力的总冲量有关。如果系统外力的矢量和为零,则有:,即此即动量守恒。二、对“系统动量近似守恒”说法及其条件的批判1、理论分析:内力根本就对系统总动量的变化没有影响无论内力多大怎么变化,只要系统所受外力矢量和不为零,系统动量就不守恒,系统动量的变化量就等于系统外力的总冲
3、量。因此,宣称在满足条件时,系统总动量就“近似守恒”是毫无道理的。有人说,时,外力的影响可以忽略不计难道系统内力在这样的过程中对系统总动量的变化影响很大吗?或者说,系统内力对系统总动量的影响甚至还大于系统外力的影响?明显,这么说话的人对“系统内力、外力对系统总动量变化的影响”的认识是不清楚的。也就是说,根本就不能把当做所谓“系统总动量近似守恒”的条件。2、具体示例:炸弹空中爆炸问题人教版选修3-5教材里特别以炸弹空中爆炸为模型讲解了动量近似守恒的应用。我们就以这个例子说明问题。假设一颗m=1000kg的炸弹在空中静止释放时炸裂为两块,爆炸时间为t=0.1s,此过程中两个弹片之间的平均相互作用力
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- 16. 系统 动量 近似 守恒