2.动量守恒定律与机械能守恒定律的比较
动量守恒定律 机械能守恒定律 守恒条件 不受外力或所受合外力为零 只有重力和弹力做功 一般表达式 p1+p2=p1′+p2′ Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 标矢性 矢量式 标量式 守恒条件
的理解 外力总冲量为零,系统总动量不变 只发生势能和动能相互转化。可以有重力和弹力以外的力作用,但必须是不做功 注意事项 应选取正方向 选取零势能面
(1)动量守恒定律的表达式为矢量式,应用时应注意方向,而机械能守恒定律的表达式为标量式,对功和能只能求代数和。
(2)动量守恒定律和机械能守恒定律的成立条件不同,故系统的动量守恒时,机械能不一定守恒,同理机械能守恒时,动量也不一定守恒。
3.(双选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间的一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子正中间,如图1-3-1所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为( )
A.mv2 B.
C.NμmgL D.NμmgL
解析:设最终箱子与小物块的速度为v1根据动量守恒定律:mv=(m+M)v1,则动能损失ΔEk=mv2-(m+M)v,解得ΔEk=v2,B对;依题意:小物块与箱壁碰撞N次后回到箱子的正中央,相对箱子运动的路程为s=0.5L+(N-1)L+0.5L=NL,故系统因摩擦产生的热量即为系统损失的动能:ΔEk=Q=NμmgL,D对。
答案:BD