高中物理選修3-5知識點整理
一、動量動量守恒定律
1、動量：可以從兩個側(cè)面對動量進行定義或解釋：①物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。②動量是物體機械運動的一種量度。
動量的表達式P = mv。單位是kg?ms.動量是矢量，其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的，所以動量也是相對的。
2、動量守恒定律：當系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定律根據(jù)實際情況有多種表達式，一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。
運用動量守恒定律要注意以下幾個問題： ①動量守恒定律一般是針對物體系的，對單個物體談動量守恒沒有意義。 ②對于某些特定的問題, 例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個非常短的時間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理, 在這一短暫時間內(nèi)遵循動量守恒定律。
③計算動量時要涉及速度，這時一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。
�、軇恿渴鞘噶�，因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和，而不是代數(shù)和。
�、輨恿渴睾愣梢部梢詰�(yīng)用于分動量守恒的情況。有時雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。
�、迍恿渴睾愣捎袕V泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零，那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、摩擦力，還是電力、磁力，動量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時，不論具有相同或相反的運動方向；在相互作用時不論是否直接接觸；在相互作用后不論是粘在一起，還是分裂成碎塊，動量守恒定律也都適用。
3、動量與動能、動量守恒定律與機械能守恒定律的比較。
動量與動能的比較：
①動量是矢量, 動能是標量。 ②動量是用來描述機械運動互相轉(zhuǎn)移的物理量而動能往往用來描述機械運動與其他運動(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的物理量。比如完全非彈性碰撞過程研究機械運動轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動量守恒，若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機械能則要用動能為損失去計算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機械運動的物理量。
動量守恒定律與機械能守恒定律比較：前者是矢量式，有廣泛的適用范圍，而后者是標量式其適用范圍則要窄得多。這些區(qū)別在使用中一定要注意。
4、碰撞：兩個物體相互作用時間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。
以物體間碰撞形式區(qū)分，可以分為“對心碰撞”(正碰), 而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線；“非對心碰撞”——中學(xué)階段不研究。
以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒；“非彈性碰撞”，完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例，這種碰撞，物體在相碰后粘合在一起，動能損失最大。
各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律，不過在非彈性碰撞中，有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量，因此動能不守恒了。
二、驗證動量守恒定律（實驗、探究） Ⅰ
【實驗?zāi)康摹垦芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相
互作用的物體系統(tǒng)動量守恒．
【實驗原理】利用圖2-1的裝置驗證碰撞中
的動量守恒，讓一個質(zhì)量較大的球從斜槽上
滾下來，跟放在斜槽末端上的另一個質(zhì)量較
小的球發(fā)生碰撞，兩球均做平拋運動．由于
下落高度相同，從而導(dǎo)致飛行時間相等，我圖2-1
們用它們平拋射程的大小代替其速度．小球的質(zhì)量可以測出，速度也可間接地知道，如滿足動量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，則可驗證動量守恒定律． 進一步分析可以知道，如果一個質(zhì)量為m1，速度為v1的球與另一個質(zhì)量為m2，速度為v2的球相碰撞，碰撞后兩球的速度分別為v1＇和v2＇，則由動量守恒定律有：m1v1=m1v1＇+m2v2＇.
【實驗器材】兩個小球（大小相等，質(zhì)量不等）；斜槽；重錘線；白紙；復(fù)寫紙；天平；刻度尺；圓規(guī)．
【實驗步驟】
1.用天平分別稱出兩個小球的質(zhì)量m1和m2；
2.按圖2-1
安裝好斜槽，注意使其末端切線水平，并在地面適
P 圖2-2
當?shù)奈恢梅派习准埡蛷?fù)寫紙，并在白紙上記下重錘線所指的位置O點.
3.首先在不放被碰小球的'前提下，讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止?jié)L下，重復(fù)數(shù)次，便可在復(fù)寫紙上打出多個點，用圓規(guī)作出盡可能小的圓，將這些點包括在圓內(nèi)，則圓心就是不發(fā)生碰撞時入射小球的平均位置P點如圖2-2。
4.將被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球與被碰小球能發(fā)生正碰；
5.讓入射小球由某一定高度從靜止開始滾下，重復(fù)數(shù)次，使兩球相碰，按照步驟(3)的辦法求出入球落地點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N；
6.過ON在紙上做一條直線，測出OM、OP、ON的長度；
7.將數(shù)據(jù)代入下列公式，驗證公式兩邊數(shù)值是否相等（在實驗誤差允許的范圍內(nèi)）：m1·OP=m1·OM+m2·ON
【注意事項】
1．“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件．
2．測定兩球速度的方法，是以它們做平拋運動的水平位移代表相應(yīng)的速度．
3．斜槽末端必須水平，檢驗方法是將小球放在平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止狀態(tài)．
4．入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量．
5．入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下．方法是在斜槽上的適當高度處固定一檔板，小球靠著檔板后放手釋放小球．
6．實驗過程中，實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．
7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的單位即可．
【誤差分析】
誤差來源于實驗操作中，兩個小球沒有達到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心不在同一水平面上，給實驗帶來誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點越高，兩球相碰時作用力就越大，動量守恒的誤差就越�。畱�(yīng)進行多次碰撞，落點取平均位置來確定，以減小偶然誤差．
下列一些原因可能使實驗產(chǎn)生誤差：
1．若兩球不能正碰，則誤差較大；
2．斜槽末端若不水平，則得不到準確的平拋運動而造成誤差；
3．O、P、M、N各點定位不準確帶來了誤差；
4．測量和作圖有偏差；
5．儀器和實驗操作的重復(fù)性不好，使得每次做實驗時不是統(tǒng)一標準．
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