3-0-2 质点和质点系的动量定理,动量守恒定律.ppt

动量守恒定律和能量守恒定律 第三章 本章目录 3 1质点和质点系的动量定理 3 2动量守恒定律 3 4动能定理 3 0教学基本要求 3 3系统内质量移动问题 3 5保守力与非保守力势能 物理学第五版 3 7完全弹性碰撞完全非弹性碰撞 3 8能量守恒定律 3 9质心质心运动定律 本章目录 3 6功能原理机械能守恒定律 3 10对称性与守恒律 物理学第五版 3 0基本教学要求 一理解动量 冲量概念 掌握动量定理和动量守恒定律 二掌握功的概念 能计算变力的功 理解保守力作功的特点及势能的概念 会计算万有引力 重力和弹性力的势能 三掌握动能定理 功能原理和机械能守恒定律 掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题的思想和方法 四了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点 并能处理较简单的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的问题 力的累积效应 动能 功 动能定理 机械能守恒 对空间积累 3 1质点和质点系的动量定理 一冲量质点的动量定理 动量 冲量 矢量 动量定理 在给定的时间间隔内 外力作用在质点上的冲量 等于质点在此时间内动量的增量 3 1质点和质点系的动量定理 冲量 矢量 3 1质点和质点系的动量定理 二质点系的动量定理 对两质点分别应用质点动量定理 3 1质点和质点系的动量定理 3 1质点和质点系的动量定理 作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量 质点系动量定理 3 1质点和质点系的动量定理 区分外力和内力 内力仅能改变系统内某个物体的动量 但不能改变系统的总动量 注意 3 1质点和质点系的动量定理 1 F为恒力 2 F为变力 讨论 3 1质点和质点系的动量定理 动量定理常应用于碰撞问题 3 1质点和质点系的动量定理 例1一质量为0 05kg 速率为10m s 1的刚球 以与钢板法线呈45 角的方向撞击在钢板上 并以相同的速率和角度弹回来 设碰撞时间为0 05s O 求 在此时间内钢板所受到的平均冲力 3 1质点和质点系的动量定理 解由动量定理得 方向与轴正向相同 3 1质点和质点系的动量定理 例2一柔软链条长为l 单位长度的质量为 链条放在有一小孔的桌上 链条一端由小孔稍伸下 其余部分堆在小孔周围 由于某种扰动 链条因自身重量开始下落 求 链条下落速度与y之间的关系 设各处摩擦均不计 且认为链条软得可以自由伸开 3 1质点和质点系的动量定理 解以竖直悬挂的链条和桌面上的链条为一系统 建立坐标系 由质点系动量定理得 则 因 3 1质点和质点系的动量定理 两边同乘以 则 3 1质点和质点系的动量定理 质点系动量定理 若质点系所受的合外力 3 2动量守恒定律 1 系统的总动量不变 但系统内任一质点的动量是可变的 2 守恒条件 合外力为零 当时可近似地认为系统总动量守恒 讨论 3 2动量守恒定律 3 若 但满足 有 4 动量守恒定律是物理学最普遍 最基本的定律之一 3 2动量守恒定律 问 新的原子核的动量的值和方向如何 3 2动量守恒定律 解 图中 或 3 2动量守恒定律 例2一枚返回式火箭以2 5 103m s 1的速率相对惯性系S沿水平方向飞行 空气阻力不计 现使火箭分离为两部分 前方的仪器舱质量为100kg 后方的火箭容器质量为200kg 仪器舱相对火箭容器的水平速率为1 0 103m s 1 求 仪器舱和火箭容器相对惯性系的速度 3 2动量守恒定律 求 已知 解 3 2动量守恒定律 一功 1恒力作用下的功 2变力的功 1 功的正 负 2 作功的图示 讨论 3 功是一个过程量 与路径有关 4 合力的功 等于各分力的功的代数和 功的单位 焦耳 平均功率 瞬时功率 例1一质量为m的小球竖直落入水中 刚接触水面时其速率为 设此球在水中所受的浮力与重力相等 水的阻力为 b为一常量 求 阻力对球作的功与时间的函数关系 解建立如右图所示的坐标系 又由2 4节例5知 而 二质点的动能定理 功是过程量 动能是状态量 合外力对质点所作的功 等于质点动能的增量 质点的动能定理 功和动能依赖于惯性系的选取 但对不同惯性系动能定理形式相同 例2一质