高中物理選修3-5知識點整理
一、動量動量守恆定律
1、動量：可以從兩個側面對動量進行定義或解釋：①物體的質量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。②動量是物體機械運動的一種量度。
動量的表達式P = mv。單位是kg?ms.動量是矢量，其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的，所以動量也是相對的。
2、動量守恆定律：當系統不受外力作用或所受合外力為零，則系統的總動量守恆。動量守恆定律根據實際情況有多種表達式，一般常用等號左右分別表示系統作用前後的總動量。
運用動量守恆定律要注意以下幾個問題： ①動量守恆定律一般是針對物體系的，對單個物體談動量守恆沒有意義。 ②對於某些特定的問題, 例如碰撞、爆炸等，系統在一個非常短的時間內，系統內部各物體相互作用力，遠比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統處理, 在這一短暫時間內遵循動量守恆定律。
③計算動量時要涉及速度，這時一個物體系內各物體的速度必須是相對於同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。
④動量是矢量，因此“系統總動量”是指系統中所有物體動量的矢量和，而不是代數和。
⑤動量守恆定律也可以應用於分動量守恆的情況。有時雖然系統所受合外力不等於零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那麼在這個方向上系統總動量的分量是守恆的。
⑥動量守恆定律有廣泛的應用範圍。只要系統不受外力或所受的合外力為零，那麼系統內部各物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、摩擦力，還是電力、磁力，動量守恆定律都適用。系統內部各物體相互作用時，不論具有相同或相反的運動方向；在相互作用時不論是否直接接觸；在相互作用後不論是粘在一起，還是分裂成碎塊，動量守恆定律也都適用。
3、動量與動能、動量守恆定律與機械能守恆定律的比較。
動量與動能的比較：
①動量是矢量, 動能是標量。 ②動量是用來描述機械運動互相轉移的物理量而動能往往用來描述機械運動與其他運動(比如熱、光、電等)相互轉化的物理量。比如完全非彈性碰撞過程研究機械運動轉移——速度的變化可以用動量守恆，若要研究碰撞過程改變成內能的機械能則要用動能為損失去計算了。所以動量和動能是從不同側面反映和描述機械運動的物理量。
動量守恆定律與機械能守恆定律比較：前者是矢量式，有廣泛的適用範圍，而後者是標量式其適用範圍則要窄得多。這些區別在使用中一定要注意。
4、碰撞：兩個物體相互作用時間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運動狀態發生顯著化的現象叫做碰撞。
以物體間碰撞形式區分，可以分為“對心碰撞”(正碰), 而物體碰前速度沿它們質心的連線；“非對心碰撞”——中學階段不研究。
以物體碰撞前後兩物體總動能是否變化區分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前後物體系總動能守恆；“非彈性碰撞”，完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例，這種碰撞，物體在相碰後粘合在一起，動能損失最大。
各類碰撞都遵守動量守恆定律和能量守恆定律，不過在非彈性碰撞中，有一部分動能轉變成了其他形式能量，因此動能不守恆了。
二、驗證動量守恆定律（實驗、探究） Ⅰ
【實驗目的】研究在彈性碰撞的過程中，相
互作用的物體系統動量守恆．
【實驗原理】利用圖2-1的裝置驗證碰撞中
的動量守恆，讓一個質量較大的球從斜槽上
滾下來，跟放在斜槽末端上的另一個質量較
小的球發生碰撞，兩球均做平拋運動．由於
下落高度相同，從而導致飛行時間相等，我圖2-1
們用它們平拋射程的大小代替其速度．小球的質量可以測出，速度也可間接地知道，如滿足動量守恆式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，則可驗證動量守恆定律． 進一步分析可以知道，如果一個質量為m1，速度為v1的球與另一個質量為m2，速度為v2的球相碰撞，碰撞後兩球的速度分別為v1＇和v2＇，則由動量守恆定律有：m1v1=m1v1＇+m2v2＇.
【實驗器材】兩個小球（大小相等，質量不等）；斜槽；重錘線；白紙；複寫紙；天平；刻度尺；圓規．
【實驗步驟】
1.用天平分別稱出兩個小球的質量m1和m2；
2.按圖2-1
安裝好斜槽，注意使其末端切線水平，並在地面適
P 圖2-2
當的位置放上白紙和複寫紙，並在白紙上記下重錘線所指的位置O點.
3.首先在不放被碰小球的前提下，讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止滾下，重複數次，便可在複寫紙上打出多個點，用圓規作出儘可能小的圓，將這些點包括在圓內，則圓心就是不發生碰撞時入射小球的平均位置P點如圖2-2。
4.將被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球與被碰小球能發生正碰；
5.讓入射小球由某一定高度從靜止開始滾下，重複數次，使兩球相碰，按照步驟(3)的辦法求出入球落地點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N；
6.過ON在紙上做一條直線，測出OM、OP、ON的長度；
7.將數據代入下列公式，驗證公式兩邊數值是否相等（在實驗誤差允許的'範圍內）：m1·OP=m1·OM+m2·ON
【注意事項】
1．“水平”和“正碰”是操作中應儘量予以滿足的前提條件．
2．測定兩球速度的方法，是以它們做平拋運動的水平位移代表相應的速度．
3．斜槽末端必須水平，檢驗方法是將小球放在平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止狀態．
4．入射球的質量應大於被碰球的質量．
5．入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下．方法是在斜槽上的適當高度處固定一檔板，小球靠着檔板後放手釋放小球．
6．實驗過程中，實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．
7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的單位即可．
【誤差分析】
誤差來源於實驗操作中，兩個小球沒有達到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心不在同一水平面上，給實驗帶來誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點越高，兩球相碰時作用力就越大，動量守恆的誤差就越小．應進行多次碰撞，落點取平均位置來確定，以減小偶然誤差．
下列一些原因可能使實驗產生誤差：
1．若兩球不能正碰，則誤差較大；
2．斜槽末端若不水平，則得不到準確的平拋運動而造成誤差；
3．O、P、M、N各點定位不準確帶來了誤差；
4．測量和作圖有偏差；
5．儀器和實驗操作的重複性不好，使得每次做實驗時不是統一標準．
