物理守恒定律?一、能量守恒定律 能量守恒定律(energy conservation law)即熱力學(xué)第一定律是指在一個(gè)封閉(孤立)的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動(dòng)能與勢(shì)能之和,而是靜止能量(固有能量)、動(dòng)能、勢(shì)能三者的總量。那么,物理守恒定律?一起來了解一下吧。
物理三大守恒定律公式:能量守恒定律(條件:在一個(gè)封閉(孤立)的總能量保持不變)、動(dòng)量守恒定律(條件:不受外力)、角動(dòng)量守恒定律(條件:物體可作為質(zhì)點(diǎn))。能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物,大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部,只要有能量轉(zhuǎn)化,就一定服從能量守恒的規(guī)律。從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù),這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。人類對(duì)各種能量,如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用,都是通過能量轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然和利用自然的有力武器。
物理學(xué)中的三大守恒定律分別是:
質(zhì)量守恒定律:質(zhì)量守恒定律表明在任何封閉中,質(zhì)量總是保持不變的。即在一個(gè)物理中,質(zhì)量不能被創(chuàng)造或毀滅,只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。質(zhì)量守恒定律是自然界最基本的守恒定律之一。
守恒條件:質(zhì)量守恒的條件是在封閉中沒有質(zhì)量的輸入或輸出。在沒有物質(zhì)流入或流出的情況下,中的質(zhì)量保持恒定。
動(dòng)量守恒定律:動(dòng)量守恒定律表明在一個(gè)封閉中,動(dòng)量的總和在時(shí)間上保持不變。動(dòng)量是物體的質(zhì)量與速度的乘積,它是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。當(dāng)沒有外部力或力矩作用于封閉時(shí),中物體的動(dòng)量總和保持不變。
守恒條件:動(dòng)量守恒的條件是在封閉中沒有外部力或力矩對(duì)產(chǎn)生作用。當(dāng)中的物體之間發(fā)生相互作用時(shí),它們的動(dòng)量之和仍然保持不變。
能量守恒定律:能量守恒定律表明在一個(gè)封閉中,能量總是保持恒定的。能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,但總能量的數(shù)量保持不變。
守恒條件:能量守恒的條件是在封閉中沒有能量的輸入或輸出。在沒有能量流入或流出的情況下,中的總能量保持恒定。
這三大守恒定律是物理學(xué)中最重要的基本定律,它們對(duì)于理解自然界的運(yùn)行和描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)具有重要的意義。這些定律也適用于廣泛的物理現(xiàn)象,從微觀粒子到宏觀天體都遵循著這些守恒定律。
1、能量守恒定律
能量守恒定律即熱力學(xué)第一定律是指在一個(gè)封閉的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動(dòng)能與勢(shì)能之和,而是靜止能量、動(dòng)能、勢(shì)能三者的總量。
能量守恒定律可以表述為:一個(gè)的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該的能量的多少。總能量為的機(jī)械能、熱能及除熱能以外的任何內(nèi)能形式的總和。
2、動(dòng)量守恒定律
一個(gè)不受外力或合外力為零,該的動(dòng)量保持不變。即Δp1=-Δp2
3、角動(dòng)量守恒定律
對(duì)于質(zhì)點(diǎn),角動(dòng)量定理可表述為:質(zhì)點(diǎn)對(duì)固定點(diǎn)的角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的微商,等于作用于該質(zhì)點(diǎn)上的力對(duì)該點(diǎn)的力矩。
動(dòng)量守恒定律的定律特點(diǎn)
矢量性
動(dòng)量是矢量。動(dòng)量守恒定律的方程是一個(gè)矢量方程。通常規(guī)定正方向后,能確定方向的物理量一律將方向表示為“+”或“-”。
物理量中只代入大小:不能確定方向的物理量可以用字母表示,若計(jì)算結(jié)果為“+”,則說明其方向與規(guī)定的正方向相同,若計(jì)算結(jié)果為“-”,則說明其方向與規(guī)定的正方向相反。
有質(zhì)量守恒,能量守恒,電荷守恒,動(dòng)量守恒。
1.質(zhì)量守恒定
自然界的基本定律之一。在任何與周圍隔絕的物質(zhì)(孤立)中,不論發(fā)生何種變化或過程,其總質(zhì)量保持不變。18世紀(jì)時(shí)法國化學(xué)家拉瓦錫從實(shí)驗(yàn)上推翻了燃素說之后,這一定律始得公認(rèn)。20世紀(jì)初以來,發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量隨其運(yùn)動(dòng)速度而變化,又發(fā)現(xiàn)實(shí)物和場(chǎng)可以互相轉(zhuǎn)化,因而應(yīng)按質(zhì)能關(guān)系考慮場(chǎng)的質(zhì)量。質(zhì)量概念的發(fā)展使質(zhì)量守恒原理也有了新的發(fā)展,質(zhì)量守恒和能量守恒兩條定律通過質(zhì)能關(guān)系合并為一條守恒定律,即質(zhì)量和能量守恒定律。
質(zhì)量守恒定律在19世紀(jì)末作了最后一次檢驗(yàn),那時(shí)候的精密測(cè)量技術(shù)已經(jīng)高度發(fā)達(dá)。結(jié)果表明,在任何化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量都不會(huì)發(fā)生變化(哪怕是最微小的)。例如,把糖溶解在水里,則溶液的質(zhì)量將嚴(yán)格地等于糖的質(zhì)量和水的質(zhì)量之和。實(shí)驗(yàn)證明,物體的質(zhì)量具有不變性。不論如何分割或溶解,質(zhì)量始終不變。在任何化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量也保持不變。燃燒前碳的質(zhì)量與燃燒時(shí)空氣中消耗的氧的質(zhì)量之和準(zhǔn)確地等于燃燒后所生成物質(zhì)的質(zhì)量。
質(zhì)量守恒定律即,在化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)總和。
微觀解釋:在化學(xué)反應(yīng)中,原子的種類,數(shù)目,質(zhì)量均不變。
2.能量守恒
能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。
一、動(dòng)量守恒定律
1.定律內(nèi)容:一個(gè)不受外力或所受外力之和為零,這個(gè)的總動(dòng)量保持不變,這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律.
說明:(1)動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子;既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體,也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體,它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,也可用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來.
(2)相互間有作用力的物體系稱為,內(nèi)的物體可以是兩個(gè)、三個(gè)或者更多,解決實(shí)際問題時(shí)要根據(jù)需要和求解問題的方便程度,合理地選擇.
2.動(dòng)量守恒定律的適用條件
不受外力或所受外力的合力為零,或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.
3.動(dòng)量守恒的數(shù)學(xué)表述形式:
(1)p=p′即相互作用開始時(shí)的總動(dòng)量等于相互作用結(jié)束時(shí)(或某一中間狀態(tài)時(shí))的總動(dòng)量.
(2)δp=0即的總動(dòng)量的變化為零.若所研究的由兩個(gè)物體組成,則可表述為:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(等式兩邊均為矢量和)
(3)δp1=-δp2
即若由兩個(gè)物體組成,則兩個(gè)物體的動(dòng)量變化大小相等,方向相反,此處要注意動(dòng)量變化的矢量性.在兩物體相互作用的過程中,也可能兩物體的動(dòng)量都增大,也可能都減小,但其矢量和不變.
二、碰撞
1.碰撞是指物體間相互作用時(shí)間極短,而相互作用力很大的現(xiàn)象.
在碰撞過程中,內(nèi)物體相互作用的內(nèi)力一般遠(yuǎn)大于外力,故碰撞中的動(dòng)量守恒,按碰撞前后物體的動(dòng)量是否在一條直線區(qū)分,有正碰和斜碰,中學(xué)物理只研究正碰(正碰即兩物體質(zhì)心的連線與碰撞前后的速度都在同一直線上).
2.按碰撞過程中動(dòng)能的損失情況區(qū)分,碰撞可分為二種:
a.彈性碰撞:碰撞前后的總動(dòng)能不變,對(duì)兩個(gè)物體組成的滿足:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
1/2m1v12+1/2m2v22=1/2m1v1′2+1/2m2v2′2(動(dòng)能守恒)
兩式聯(lián)立可得:
v1′=[(m1-m2)
v1+2m2v2]/(
m1+m2)=(m1-m2)v1/(m1+m2)
v2′=[(m2-m1)
v2+2m1v1]/(
m1+m2)=2m1v1/(m1+m2)
·若m1>>m2,即第一個(gè)物體的質(zhì)量比第二個(gè)物體大得多
這時(shí)m1-m2≈m1,m1+m2≈m1.則有v1'=-v1
v2'=0
·若m1< 這時(shí)m1-m2≈-m2, 2m1/(m1+m2)≈0.則有v1'=-v1 v2'=0 b.完全非彈性碰撞,該碰撞中動(dòng)能的損失最大,對(duì)兩個(gè)物體組成的滿足: m1v1+m2v2=(m1+m2)v c.非彈性碰撞,碰撞的動(dòng)能介于前兩者碰撞之間. 以上就是物理守恒定律的全部?jī)?nèi)容,三大守恒定律是:能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律、角動(dòng)量守恒定律。一、能量守恒定律 能量守恒定律即熱力學(xué)第一定律是指在一個(gè)封閉的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動(dòng)能與勢(shì)能之和,而是靜止能量、動(dòng)能、。