第五節(jié)自然界中的守恒定律-資料下載頁(yè)
2024-12-09 05:35本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】物理·選修3－5(粵教版). 第五節(jié)自然界中的守恒定律。1．(雙選)關(guān)于動(dòng)量守恒定律，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(). A．系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒條件時(shí)，不僅作用前后總動(dòng)量不變，就是。B．動(dòng)量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律一樣僅適用于宏觀、低速的物。C．動(dòng)量守恒定律僅適用于正碰而不適用于斜碰的物體系統(tǒng)。D．大到天體，小到微觀粒子，無(wú)論相互作用的是什么力，動(dòng)量。2．質(zhì)量分別為m1、m2的小球在一直線上相碰，它們?cè)谂鲎?。如圖所示，由圖有以下說(shuō)法：①碰撞前兩物體動(dòng)量相同；②兩物體質(zhì)。量相等；③碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)；④碰撞前兩物體動(dòng)。同，但運(yùn)動(dòng)方向相反，碰后兩物體位置不變，即處于靜止?fàn)顟B(tài)，由碰。撞過(guò)程中動(dòng)量守恒可得.故選項(xiàng)C對(duì)．。D．發(fā)生第二次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置。以至于B、C可視為一個(gè)整
【正文】 觀物體指的是尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子尺度的物體． 牛頓運(yùn)動(dòng)定律只成立于慣性參考系，又稱為牛頓參考系．有些學(xué)者喜歡將第一定律作為根本，而將慣性參考系視作第一定律的延伸，也就是說(shuō)，在他們看來(lái)，第一定律可以用來(lái)定義慣性參考系．假若采用 這觀點(diǎn)，則只有從慣性參考系觀察，第二定律才成立．所以，不能從第二定律以特例的方式來(lái)推導(dǎo)出第一定律．另外又有一些學(xué)者將第 一定律視為第二定律的推論．特別注意，慣性參考系的概念是在牛頓提出第一定律之后很久才發(fā)展成功的． 在現(xiàn)代物理學(xué)中，動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律相比牛頓定律更為普遍適用，它們既應(yīng)用于光，也應(yīng)用于物質(zhì)；既應(yīng)用于經(jīng)典物理學(xué)，也應(yīng)用于非經(jīng)典物理學(xué)． 它們的陳述都非常簡(jiǎn)單： “ 動(dòng)量、能量、角動(dòng)量既不可能憑空創(chuàng)造也不可能憑空消失 ” ． 因?yàn)榱κ莿?dòng)量的時(shí)間衍生物，因此力這個(gè)概念顯得有些多余，是屬于 守恒定律的．力的概念也不能應(yīng)用于基礎(chǔ)理論，如量子力學(xué)、量子電動(dòng)力學(xué)．廣義相對(duì)論中，標(biāo)準(zhǔn)模型解釋了三種基本力 (強(qiáng)力、 弱力和電磁力 )是如何從規(guī)范場(chǎng)中起源并通過(guò)虛粒子轉(zhuǎn)換的．其他的力例如重力與費(fèi)米簡(jiǎn)并壓力也可以從動(dòng)量守恒中引出． 近代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：在自然界中，大到天體間的相互作用，小到如質(zhì)子、中子等基本粒子間的相互作用，都遵守動(dòng)量守恒定律．因此，它是自然界中最重要、最普遍的客觀規(guī)律之一，比牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍更廣．下面舉一個(gè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用而動(dòng)量守恒定律適用的例子． 在我們考察光的發(fā)射和吸收時(shí) ，會(huì)看到這樣一種現(xiàn)象：在宇宙空間中某個(gè)地方有時(shí)會(huì)突然發(fā)出非常明亮的光，這就是超新星．可是它很快就逐漸暗淡下來(lái)．光從這樣一顆超新星出發(fā)到達(dá)地球需要幾百萬(wàn)年，而相比之下，超新星從發(fā)光到熄滅的時(shí)間就顯得太短了． 當(dāng)光從超新星到達(dá)地球時(shí)，它給地球一個(gè)輕微的推動(dòng)，而與此同時(shí)地球卻無(wú) 法給超新星一個(gè)輕微的推動(dòng)，因?yàn)樗呀?jīng)消失了．因此，如果我們想象一下地球與超新星之間的相互作用，在同一瞬間就不是大小相等、方向相反了．這時(shí)，牛頓第三定律顯然已不適用了． 雖然如此，動(dòng)量守恒定律還是正確的．不過(guò)，我們必須把光也考慮在內(nèi)．當(dāng)超新 星發(fā)射光時(shí)，星體反沖，得到動(dòng)量，同時(shí)光也帶走了大小相等而方向相反的動(dòng)量．等經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年之后光到達(dá)地球時(shí)，光把它的動(dòng)量傳給了地球．這里要注意的是：動(dòng)量不僅可以為實(shí)物所攜帶，而且可以隨著光輻射一起傳播．當(dāng)我們考慮到上述這點(diǎn)時(shí)，動(dòng)量守恒定律還是正確的．
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