不变.”这里讨论的对象是“物体”.但我们实际遇到的问题,包括很多试题,都涉及到几个物体组成的系统,因此我们在表格里把机械能守恒定律列成两行,即对物体的机械能守恒和对系统的机械能守恒.在系统的机械能守恒问题中,系统内的物体要发生相互作用,有内力做功,但只要内力中没有滑动摩擦力等能使机械能向其他形式能量转化的力做功,系统的总机械能的总量就会保持不变,而内力做功的结果,是使机械能从系统内的一个物体转移到另一个物体.
(2).系统在不受外力作用的情形下,总动量守恒,这与牛顿第三定律有密切的联系.牛顿第三定律指出相互作用的两物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,而且它们的作用时间总是相等,因此这两物体受到的力的冲量大小相等、方向相反,又根据动量定理,两物体的动量的变化量大小相等、方向相反.在满足不受外力的条件时,该系统的总动量保持不变,这就是动量守恒.
相互作用的两物体间的作用力与反作用力虽然总是大小相等、方向相反,但它们对两物体所做的功却不一定绝对值相等,这是因为两物体的位移不一定相等.以摩擦力为例说明问题:对于一对静摩擦力,由于两物体间没有相对运动.位移数值一定是相等的,从而这一对静摩擦力对两物体做的功的代数和一定为零,这种情况下,有机械能从一个物体向另一个物体转移,但机械能的总量仍保持不变.但对于一对滑动摩擦力,由于两物体间的有相对运动,从而二者的位移数值不相等,一对滑动摩擦力做功的代数一定为负值,这表示有机械能向内能的转化,即平时所说的“摩擦生热”,这样系统的机械能就不守恒了.
二.例题分析
【例1】一质量为100g的小球从080m高处自由下落到一厚软垫上.若从小球接触软垫到
小球陷至最低点经历了02s,则这段时间内软垫对小球的冲量为________.取
,
不计空气阻力.【分析与解】小球从高处自由下落到软垫陷至最低点经历了两个过程,从高处自由下落到接触软垫前一瞬间,是自由下落过程,接触软垫前一瞬间速度由:
f求出接触软垫时受到软垫向上作用力N和重力Gmg作用,规定向下为正,由动量定理:
故有:
在重物与地面撞击问题中,是否考虑重力,取决于相互作用力与重力大小的比较,此题中N03N,mg01N,显然在同一数量级上,不可忽略.若二者不在同一数量级,相差极大,则可考虑忽略不计(实际上从同一高度下落,往往要看撞击时间是否极短,越短冲击力越大。
【例2】一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入r