动量守恒和机械能守恒条件的比较.doc

动量守恒和机械能守恒条件的比较霸州市第一中学 王润增动量守恒和机械能守恒是物理学的重要规律，熟练应用它们解决问题是力学的重点，而要很好的使用它们,首先要明确它们成立的条件，现对两个守恒的条件作一下比较。动量守恒的条件可归纳为三条：1、相互作用的系统不受外力或合外力为零。2、如果内力远远大于外力，外力可以乎略，可认为动量守恒。（适合处理碰撞问题）3、如果某一方向上不受外力或合外力为零，则该方向上动量守恒。总之，动量守恒的条件是从力的角度进行分析的，从课本动量守恒的推导过程不难看出，冲量是动量改变的原因，只要系统所受的外力的合冲量为零，系统的总动量就保持不变。而合冲量为零等效为合外力为零，所以动量守恒的条件从大家熟悉的力分析更为方便。机械能守恒的条件可归纳为两个：1、如果没有摩擦和介质阻力，只存在动能和势能的相互转化，系统机械能总量保持不变。2、只有重力(或系统内弹力)做功，系统的机械能守恒。注意，机械能守恒的条件是只有重力做功而不是只受重力，即机械能守恒的条件是从功的角度而不是力的角度入手的，因为功是能量转化的量度，只有功才能使能量发生转化，若转化出了机械能的范围就会造成机械能不守恒。而有力并不一定做功，有力不一定引起能量变化。例题：如图1所示的装置中，质量为M的木块静止在光滑的水平地面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块并留在其中，一起将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧作为研究对象（系统），则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中： ( ) A.动量守恒，机械能守恒 B.动量不守恒，机械能不守恒C.动量守恒，机械能不守恒D.动量不守恒，机械能守恒 图 1 图 2 图 3解析：该题目很好的考察了机械能和动量守恒的条件。可把整个过程分为2个子过程（如图2、3所示）： 1、子弹和木块相互作用的过程（该过程时间极短，可认为弹簧长度不变）整个系统所受的合外力为零，故动量守恒：mv0=(m+M)v子弹和木块间的摩擦力做功，系统机械能不守恒，机械能损失：E= 2、子弹和木块共同压缩弹簧直至停止的过程只有弹簧弹力作功，系统机械能守恒：EP=因为墙对弹簧有力的所用，合外力不为零，系统动量不守恒,动量减少量： p(m+M)v从整个过程看，动量不守恒，系统动量减少量 p= mv0 机械能不守恒，系统机械能减少量 E= 故本题选B