求電學(xué)中能量，動(dòng)量問(wèn)題的總結(jié)

【專家解說(shuō)】：定律內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。 1)自然界中不同的能量形式與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)：物體運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能、分子運(yùn)動(dòng)具有內(nèi)能、電荷的運(yùn)動(dòng)具有電能、原子核內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：“摩擦生熱是通過(guò)克服摩擦做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水壺中的水沸騰時(shí)水蒸氣對(duì)壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流通過(guò)電熱絲做功可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等等”。這些實(shí)例說(shuō)明了不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且是通過(guò)做功來(lái)完成的這一轉(zhuǎn)化過(guò)程。 (3)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。 能量守恒的具體表達(dá)形式 保守力學(xué)系統(tǒng)：在只有保守力做功的情況下，系統(tǒng)能量表現(xiàn)為機(jī)械能（動(dòng)能和位能），能量守恒具體表達(dá)為機(jī)械能守恒定律。 熱力學(xué)系統(tǒng)：能量表達(dá)為內(nèi)能，熱量和功，能量守恒的表達(dá)形式是熱力學(xué)第一定律。 相對(duì)論性力學(xué)：在相對(duì)論里，質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)變。計(jì)及質(zhì)量改變帶來(lái)能量變化，能量守恒定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恒定律為質(zhì)能守恒定律。 能量守恒定律的重要意義 能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)律。從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。人類對(duì)各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用，都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然和利用自然的有力武器。 一、動(dòng)量守恒定律 1.定律內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律. 說(shuō)明：(1)動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體，它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，也可用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來(lái). (2)相互間有作用力的物體系稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的物體可以是兩個(gè)、三個(gè)或者更多，解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)要根據(jù)需要和求解問(wèn)題的方便程度，合理地選擇系統(tǒng). 2.動(dòng)量守恒定律的適用條件 (1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零. (2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但F內(nèi)》F外，亦即外力作用于系統(tǒng)中的物體導(dǎo)致的動(dòng)量的改變較內(nèi)力作用所導(dǎo)致的動(dòng)量改變小得多，則此時(shí)可忽略外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒.例如：碰撞中的摩擦力和空中爆炸時(shí)的重力，較相互作用的內(nèi)力小的多，可忽略不計(jì). (3)系統(tǒng)所受合外力雖不為零，但系統(tǒng)在某一方向所受合力為零，則系統(tǒng)此方向的動(dòng)量守恒，例圖6�8，光滑水平面的小車(chē)和小球所構(gòu)成的系統(tǒng)，在小球由小車(chē)頂端滾下的過(guò)程中，系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒. 3.動(dòng)量守恒的數(shù)學(xué)表述形式： (1)p＝p′即系統(tǒng)相互作用開(kāi)始時(shí)的總動(dòng)量等于相互作用結(jié)束時(shí)(或某一中間狀態(tài)時(shí))的總動(dòng)量. (2)Δp＝0即系統(tǒng)的總動(dòng)量的變化為零.若所研究的系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成，則可表述為：ｍ１ｖ１+ｍ２ｖ2＝ｍ１ｖ１′+ｍ２ｖ２′(等式兩邊均為矢量和) (3)Δp１＝－Δp２ 即若系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成，則兩個(gè)物體的動(dòng)量變化大小相等，方向相反，此處要注意動(dòng)量變化的矢量性.在兩物體相互作用的過(guò)程中，也可能兩物體的動(dòng)量都增大，也可能都減小，但其矢量和不變. 二、碰撞 1.碰撞是指物體間相互作用時(shí)間極短，而相互作用力很大的現(xiàn)象. 在碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用的內(nèi)力一般遠(yuǎn)大于外力，故碰撞中的動(dòng)量守恒，按碰撞前后物體的動(dòng)量是否在一條直線區(qū)分，有正碰和斜碰，中學(xué)物理只研究正碰(正碰即兩物體質(zhì)心的連線與碰撞前后的速度都在同一直線上). 2.按碰撞過(guò)程中動(dòng)能的損失情況區(qū)分，碰撞可分為二種： a.彈性碰撞：碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能不變，對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)滿足： ｍ１ｖ１＋ｍ2ｖ２＝ｍ１ｖ１′＋ｍ２ｖ2′ １／２ｍ１ｖ１２＋１／２ｍ２ｖ２′＝１／２ｍ１ｖ１′２＋１／２ｍ２ｖ２′２ 兩式聯(lián)立可得： ｖ１′＝[(ｍ１-ｍ２) ｖ１+2ｍ２ｖ2]/( ｍ１＋ｍ２) ｖ２′＝[(ｍ２-ｍ１) ｖ2+2ｍ１ｖ１]/( ｍ１＋ｍ２) ｂ．完全非彈性碰撞，該碰撞中動(dòng)能的損失最大，對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)滿足： ｍ１ｖ１＋ｍ２ｖ2＝（ｍ１＋ｍ２）ｖ c.非彈性碰撞，碰撞的動(dòng)能介于前兩者碰撞之間. 三、反沖現(xiàn)象 系統(tǒng)在內(nèi)力作用下，當(dāng)一部分向某一方向的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，剩余部分沿相反方向的動(dòng)量發(fā)生同樣大小變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例.若系統(tǒng)由兩部分組成，且相互作用前總動(dòng)量為零，則０＝ｍ１ｖ１＋ｍ２ｖ２，ｖ１、ｖ２方向相反.