关于能量和动量守恒的探讨

刘楷成

摘要：能量守恒定律与动量守恒定律是物理中重要的规律，在解决物体问题时被广泛应用.因此，学生需要通过对动量守恒与能量守恒的方式进行深刻理解，来提升自身的物理解题能力.本文从动量守恒与能量守恒的内涵出发，通过具体问题进行剖析，从而理顺能量与动量守恒的关系.

关键词：能量守恒动量守恒探讨

能量守恒与动量守恒是揭示自然物质运动与转化规律的重要法则，它表明客观物质是不能被创造或消灭的.动量守恒定律不但符合宏观世界的运动规律，在微观世界中仍能适用，为研究相互运动的物体提供了一种便捷的渠道.能量守恒定律可以应用在机械能守恒、电势能守恒等多个方面.因此，对能量守恒与动量守恒进行深刻剖析，对于高中学生打好物理基础具有至关重要的作用.

一、动量守恒定律探讨

动量守恒定律在物理学中的应用主要对相互作用物体之间的规律进行揭示，其应用范围从宇宙天体贯穿到微观物质.动量守恒的必然条件是矢力总和为0，但是将简单的规律运用在实际问题当中，往往情况就会变得比较复杂.例如，一辆从A地开往B地的动车正在匀速前进，突然某一车厢发生了脱节.假设动车总质量是M，脱节车厢的质量为m，行驶速度为v，当牵引力保持不变的情况下，质量与阻力呈正比关系.试问当脱节的车厢停止运动时，此时动车的速度是多少？分析该问题时，首先明确物体没有受到外力作用的情况下，物体遵循动量守恒定律.动车一直保持着V的速度匀速前进，当车厢与动车脱节之后，脱节车厢开始做减速运动.在发生脱节瞬间，脱节车厢与动车受所受的总体合力为0，所以符合动能守恒定律的运用条件.我们可以通过这样的方式进行解答：

应用动量守恒定律的必要条件是系统所受的合外力为0.

二、能量守恒定律探讨

能量守恒定律与动量守恒定律相比更加侧重于在多種运动形式中的运用，其重要的核心理念是大自然中的万事万物具有能量，而这种能量不能被创造同时也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，并且在传递的过程当中始终保持能量总和守恒.而满足能量守恒的条件主要包括总能量守恒以及各种形式能量的等量转换.在运用机械能守恒定律时，必须要求研究对象出了重力外不受其他外力（或者所受外力和为0）.例如，一辆小车停在光滑的水平面上，一个物体沿着光滑轨道由水平方向向小车上方滑去，然后到达一定的高度之后再回落下来.假设物体的质量为M，小车的质量为m，物体的初速度为v0，试问物体能到达的最大高度是多少？

我们在对这道问题进行分析时，可以先确定出题干中的水平面是光滑的，所以可以推导出小车与物体在水平方向满足动量守恒，同时由于水平面光滑，这个系统中物体满足机械能守恒定律.因此，我们可以利用机械能守恒定律与动量守恒定律对这道物理问题进行求解.

同样的，电能与电势能守恒与机械守恒类似：在只有电场力做功的情况之下，电势能与动能总和守恒；在只有电场力与重力做功的情况下，电势能总和与机械能总和守恒.

简而言之，能量守恒定律和动量守恒定律是我们在解决复杂物理问题的有效手段与途径.对于一些复杂的物理系统，单个研究系统中的某个对象比较困难，但若将整个系统看作一个整体，利用能量守恒或者动量守恒能使问题化繁为简，化难为易.

参考文献

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