非弹性碰撞动量为什么守恒

2025-03-21 14:48:52

推荐回答（4个）

回答（1）：

问得好！
教师，就喜欢死记硬背教学法；
学生一质疑，教师就恼火，就跳脚，就骂人。

楼主的两个问题，分别解答如下：
1、动量守恒是有方向性的。
两个速率相等、质量相等的小球正撞，即使相撞后，一瘫如泥、静止不动，
动量还是守恒。

为了说通这个道理，楼主耐心看下面两个类比的例子，
都说明内力不影响整体的动量。

不过要看懂第二个例子，需要有一点关于蚂蚁的知识。

⑴、空中一根细绳，吊着一个密闭容器，充满高温气体，一个个气体分子彼此
之间矛盾不亦乐乎，生命不息、冲锋不止。无休止的碰撞，分子的平动动
能无休止地转换过来，传递过去，、、、、、结果会不会使得容器有一个
整体的定向运动？也就是会不会产生容器整体的定向动量。

⑵、一列快速行进的火车车厢，门窗紧闭，里面关着几千万只六月婚飞的年轻蚂蚁。
它们在进行着一生一世唯一一次、盛大而又浪漫的、壮烈而又凄惨的群婚婚礼。

为期一两天左右的婚礼之后，所有的雄性蚂蚁将会血溅当场、精尽身亡，无一
幸免。

所有的雌蚁，将怀着众雄蚁爱的种子成为蚁后，从此成为古墓女皇。不到王国
快颠覆之际，绝不轻易外出。下半生以繁殖百万后代为己任，母仪天下，历时
数年，女皇亡，蚁国亡。

背景交待完毕，回到物理话题。

在这生命中唯一的一次牛郎织女、罗密欧朱丽叶相会，然后就阴阳相隔的分分
秒秒中，每一位雄蚁，每一位雌蚁，都义无反顾，拼命去爱、去爱、去爱、、。
享受此刻，繁衍后代、、、、。在搏打中、冲刺中，热爱中，、、、、、、

物理问题：请问它们的行为，会不会使得列车，
加速或减速？腾飞或侧翻？地陷或穿越？

也就是，列车的整体动量会发生改变吗？

.

2、m1远大于m2，m1以速度v弹性碰撞m2，那么m1速度不变，m2将以速度2v被弹出，这样的话两小球动量和不就不守恒了吗？

这个质疑太好了！
说明了教师信口雌黄、教科书指鹿为马的事情经常发生！

A、m2 质量大，但是它不可能一点不受影响，只是速度小，仅仅速度可以忽略；
但是质量大，乘积的结果不能忽略。如果教师依然用动量守恒解释，那这位
教师的物理概念乱七八糟、无可救药！

B、在这种情况下，只能用冲量原理解释，而不能用动量守恒解释。
近年的趋势是，冲量原理越来越少见，取而代之的是动量定理。
虽然是换汤不换药，但是物理的本质意涵被淡化了，并不可取。

回答（2）：

判断守恒与否（无论是针对动能还是动量）的关键点是观察事物的角度，如果这一点没有搞明白就一定会陷入困惑之中。
正确的观察角度是看被观察的体系与外部环境的相互作用情况。被我们考察的就是两个发生碰撞的物体，其余都是外部的所谓环境。如果发现碰撞后体系与环境间出现了热量（机械能变成了热能）的传递那么一定动能（机械能）不再守恒。如果发现碰撞后体系与环境出现了力的作用则动量就不再守恒。
所以，一个小钢球撞入一个面团纯粹是体系内部的问题，与环境间没有出现力的作用，所以非弹性碰撞仍然是动量守恒的。
另外说一个有趣的思考点，力学里的动量守恒和机械能守恒与热力学里的相关概念是有着紧密联系的。热力学观察问题的方法就是将问题划分为体系和环境，这样才能揭示事物的运动特点。不难想象，动量其实相当于热力学里的熵，动能相当于热力学里的内能。一个力学里动量守恒问题就相当于热力学问题里的熵变为零的过程——绝热过程。即变化前后如果体系与环境没有热量的交换就等价于力学系统与环境没有出现力的作用，因此恒熵过程就等价于动量守恒过程。扩展思考：由于熵在判断过程是否可逆中扮演了关键角色，因此动量在力学体系也应该可以扮演判断一个力学过程是否可逆的角色？

回答（3）：

对于m1远大于m2的情况，这里重点在于远大于，继续使用动量定理来代入计算的话，确实不相等，但是本身就只是说v1后约等于v1前，v2后约等于2v1前，所以也就不存在动量守恒不符合这一说法了。解释进去其实就是一个无穷大∞加上5等于另一个无穷大∞加上50，这个确实是约等于的。

回答（4）：

我可以理解为，动量是矢量，而能量是标量吗？结合方向

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