题目内容
试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直线运动.要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义.
答案:
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| 令m1和m2分别表示两质点的质量,F1和F2分别表示它们所受的作用力,a1和a2分别表示它们的加速度,t1和t2分别表示F1和F2作用的时间,v1和v2分别表示它们相互作用过程中的初速度,v1'和v2'分别表示末速度.根据牛顿第二定律,有
F1=m1a1,F2=m2a2 ① 由加速度的定义可知
代入上式,可得 F1t1=m1(v1'-v1),F2t2=m2(v2'-v2) ③ 根据牛顿第三定律,可知 F1=-F2,t1=t2 ④ 由③,④可得 m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' ⑤ 其中m1v1和m2v2为两质点的初动量,m1v1'和m2v2'为两质点的末动量,这就是动量守恒定律的表达式.
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提示:
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