“動(dòng)量守恒定律”要點(diǎn)透析

夏振華

摘要：動(dòng)量守恒定律是自然界的基本規(guī)律之一，它的應(yīng)用廣泛而復(fù)雜，解題難度也較大。因此，初學(xué)者對其全面而正確的理解就顯得很重要。本文介紹并討論了理解動(dòng)量守恒定律的四個(gè)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)量守恒；質(zhì)點(diǎn)組；守恒條件

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）10-0131

動(dòng)量守恒定律是自然界的基本規(guī)律之一，它在物理教學(xué)中是一個(gè)難點(diǎn)。基于動(dòng)量守恒定律的重要性，許多教材對其理解要點(diǎn)進(jìn)行了歸納，但均不夠全面。本文試圖在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)比較全面地討論動(dòng)量守恒定律的理解要點(diǎn)。

一、質(zhì)點(diǎn)組

動(dòng)量守恒定律的描述對象是質(zhì)點(diǎn)組。為確定質(zhì)點(diǎn)組我們可以“隨意選擇系統(tǒng)邊界，但是一旦選好了邊界，哪些質(zhì)點(diǎn)包括在系統(tǒng)之內(nèi)，哪些質(zhì)點(diǎn)是在系統(tǒng)之外，也就確定了”。

以上劃分質(zhì)點(diǎn)組的過程中，有一點(diǎn)不應(yīng)忽視，那就是質(zhì)點(diǎn)組是我們“隨意”劃定的?！半S意”就沒有客觀標(biāo)準(zhǔn)，從沒有客觀標(biāo)準(zhǔn)劃定的質(zhì)點(diǎn)組出發(fā)得到的動(dòng)量守恒就不可避免地與人聯(lián)系在一起。

二、動(dòng)量守恒的條件分析

1.質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)量守恒條件

3.質(zhì)點(diǎn)組應(yīng)用動(dòng)量守恒的條件之二

動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用條件在理論基礎(chǔ)上放寬為“質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)部的相互作用遠(yuǎn)大于外部對質(zhì)點(diǎn)組的作用”這一點(diǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)樵谠S多問題中，我們無法確定質(zhì)點(diǎn)組受到的合外力是否一定為零，但是可以很容易判定質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)部的相互作用是否遠(yuǎn)大于外部對質(zhì)點(diǎn)組的作用。

三、用動(dòng)量守恒定律解題需要注意時(shí)間性

1.質(zhì)點(diǎn)組的時(shí)間性

動(dòng)量守恒是動(dòng)量在轉(zhuǎn)化過程中的守恒。當(dāng)動(dòng)量無轉(zhuǎn)化時(shí)，談?wù)撌褂脛?dòng)量守恒將沒有意義。同樣，我們劃定質(zhì)點(diǎn)組是為了討論質(zhì)點(diǎn)組中質(zhì)點(diǎn)間的動(dòng)量轉(zhuǎn)化，如果某個(gè)質(zhì)點(diǎn)組的質(zhì)點(diǎn)間沒有動(dòng)量轉(zhuǎn)化，那么這樣的質(zhì)點(diǎn)組也就沒有存在的意義，所以質(zhì)點(diǎn)組的存在是有時(shí)間性的。

比如，在光滑的水平面上有兩個(gè)鐵球m和M，M正以速度v向靜止的m運(yùn)動(dòng)，并在之后的某時(shí)刻與m相碰。處理這個(gè)問題我們應(yīng)用動(dòng)量守恒，視m、M為質(zhì)點(diǎn)，則它們組成質(zhì)點(diǎn)組，需要注意的是，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)組只有在二者相碰時(shí)才成立。沒有相碰時(shí)兩個(gè)小球不構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)組，因?yàn)樗鼈冎g沒有動(dòng)量交換，這樣再去分析它們的動(dòng)量是否守恒也就沒有意義。

2.動(dòng)量的瞬時(shí)性

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧發(fā)明.關(guān)于動(dòng)量守恒定律的討論[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（6）：856-858.

[2]許勤.一道發(fā)人深省的力學(xué)題[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2008（5）.

[3]張三慧.普通物理學(xué)教程力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

（作者單位：云南省昆明市第一中學(xué)西山學(xué)校650100）