上一节内容通过对若干个碰撞实验的研究,找出了碰撞过程中的守恒量——动量。这可以说是一个一举两得的过程,既探寻了守恒量,又对守恒量进行了定义。 本节是寻找守恒量守恒原因的过程环节,两个物体(系统)的动量守恒,但每个物体的动量发生了变化,所以本节的任务是找到单体动量变化的原因。从单体动量变化的原因入手,逐步弄清系统动量守恒的原因。 动量的定义式为:P=mv,是个矢量,与速度矢量的方向相同,将mv当作一个数学表达式来理解,矢量性就很容易理解。P要发生变化,从目前的认知水平来说,可以变化m或v,当然m、v同时变化也有可能。 我们从最简单的情形来探讨。经典力学的框架下,物体的质量是不会发生变化的,速度变化的原因根据牛顿第一定律可知是物体受到了力的作用。但具体变化量的多少,需要根据牛顿第二定律来定量计算。又回到了牛顿运动定律这条老路上。好像每一次新的学习,都是向经典致敬。 。 这里有个不同于教材的细节:
牛顿第二定律: 定义式中的平均意义和牛顿第二定律中的瞬时意义,如何能统一呢? 恒力时一直恒定不变,a就相当于两式中的参数,直接消参可得动量变化的因果关系。
若是变力。需要对 左边矢量叠加,或者理解为矢量积分。右边稍微思考一下,最后叠加只剩下整个过程的 恒力情况可认为是最简情况,变力情况可看作是一些列恒力过程的叠加。 教材中呈现的内容,都是最基础的极简情况,天下难事必作于易。由易到难,由简到繁,需要运用技巧去叠加,物理中的叠加技巧就是数学知识。
直接运用动量定理解决问题时,从式子上看,终于摆脱了加速度的计算,直接展示力和速度变化之间的关系,只不过,运算时,全是矢量运算。 当然,我们的终极目标要始终探索下去。可以往深继续思考一步,继续探讨系统动量保持恒定的原因。 |
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