三、相互作用的物体的动量变化

我们经常可以看到,物体在相互作用的时候,它们的动量会发生变化。例如,在滑冰场上原来静止的两个人,无论谁推谁一下,两人就会向相反的方向运动起来(图8-2),他们的动量都发生了变化。又例如,在射击的时候,子弹向前飞出,同时枪身后退,子弹和枪身的动量也都发生了变化。

图8-2
图8-2

要进一步知道相互作用的物体的动量变化之间的关系,就要做物理实验。

图8-3是放在水平气垫导轨上的两个挨在一起的滑块,在它们之间有一个用线拴住的弹性金属片,烧断线以后,两个滑块就向相反方向运动。图8-4是用闪光照相记录下来的滑块在运动中各个时刻的位置。

图8-3
图8-3
图8-4
图8-4

在这个实验中,右边大滑块的质量是0.30千克,左边小滑块的质量是0.20千克。从图8-4可以明显看出,两个滑块向相反的方向运动,在每段相等的时间内,小滑块通过的路程要大些,这说明小滑块的速度比较大。闪光照相的快慢是每秒10次,利用图中的刻度尺你可以量出每1/10秒滑块的位移,从而得出大滑块的速度是0.59米/秒,小滑块的速度是0.89米/秒。因此大滑块的动量是0.18千克·米/秒,小滑块的动量也是0.18千克·米/秒。在实验误差范围内,它们的动量大小相等,方向相反。

上述实验研究的是很特殊的情况:相互作用的物体原来是静止的。如果相互作用物体中一个或两个原来在运动,情况又怎样呢?让我们再来做一个实验,

实验装置如图8-5所示。我们在右边大滑块上贴些油泥,推动它一下,使它向原来静止的小滑块运动,它碰上小滑块以后,它们就粘在一起,共同向前继续运动。图8-6是它们在粘合前后的闪光照相。

图8-5
图8-5
图8-6
图8-6

大滑块的质量是0.30千克,小滑块的质量是0.20千克。从图8-6可以明显地看出,两个滑块粘合后,虽然还继续向前运动,但速度比原来大滑块的速度小。闪光照相的快慢这次是每秒7.5次,用前述方法,我们可以知道原来大滑块的速度是0.71米/秒,两个滑块粘合后它们的共同速度是0.43米/秒。因此,大滑块失去的向左的动量是0.084千克·米/秒,小滑块获得的向左的动量是0.086千克·米/秒,在实验误差范围内,它们的动量变化也是大小相等、方向相反的。

上述实验还是属于比较特殊的情况:物体在碰撞前后都在同一直线上运动,这种碰撞叫做正碰。当发生斜碰时,也就是碰撞前后物体不在同一直线上运动时,用实验同样可以证明:碰撞物体的动量的变化也是大小相等、方向相反的。这类实验分析起来比较复杂,这里就不讲了。

文件下载(已下载 95 次)

发布时间:2015/8/11 下午8:29:19  阅读次数:929

2006 - 2024,推荐分辨率 1024*768 以上,推荐浏览器 Chrome、Edge 等现代浏览器,截止 2021 年 12 月 5 日的访问次数:1872 万 9823 站长邮箱

沪 ICP 备 18037240 号-1

沪公网安备 31011002002865 号