动量守恒定律的第二个有用的推论_动量守恒定律论文

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上式表明:在所讨论的方向上,该系统的质心以速度做匀速直线运动或保持静止(当时),这就是动量守恒定律的第二个推论。

应用⑦式时,应注意都是相对于同一参照系(一般是地面)而言的,而质心位置往往依赖于④式确定。

例1 在光滑水平面上,一物体以水平速度冲上一静止的斜面体。已知经历时间t后,物体又回到斜面体底部,此时斜面体移动了距离s,若斜面体与物体的质量之比为k,求的大小。(如图1)

分析与解 显然,物体与斜面体组成的系统在水平方向满足动量守恒的条件。当物体两次过斜面体底部时,系统质心相对斜面体的位置必定不变,故质心也移动了距离s,即

例2 长为α的杆铃距离墙壁L,杆铃平行于墙壁放置在光滑水平地面上。今给右端的铁饼以初速度,经时间t后杆铃碰触墙面。不计连杆质量及铁饼形状,若杆铃在碰触墙面之前刚转过了一整圈,求杆铃转过的角度α?(见图2)

如该题的已知条件不确定会有很多解,杠铃实际转过的角度可能为

α=2nπ+β,n=0,1,2,……。读者自己讨论

例3 在光滑的水平桌面上有一物体,物体的上表面是一个半径为R的半圆形轨道,物体重心离桌面边缘的距离为L。一个质量为物体质量k倍的小球静止于半圆形轨道的最低点,今给物体以初速度,试求物体离开桌面所需的时间t?(如图3)

图3

分析与解 系统满足⑦式的条件。当物体刚好离开桌面时,系统的质心必定位地桌面边缘的正上方,由于一开始运动时系统的质心位于轨道最低点的正上方,那么在水平方向上有

由于⑦式是把一个满足动量守恒条件的系统当作一个匀速运动的质点来处理,从而起到了一种简化问题的作用。不难验证,如果这样的系统含有两个以上物体时,结论是完全相同的,读者不妨记住。

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