动量定理和动量守恒定律(大学物理).ppt

动量定理和动量守恒定律,大学物理电子教案,一、质点的动量定理,两边积分有：,分量表示式,二、质点系的动量定理,质点系内部质点之间的相互作用力，称为内力。内力必定是成对出现的，每对内力都是一对作用力和反作用力。质点系之外的物体对质点系内部质点所施加的作用力，称为外力。,1,2,1,2,因为：,三、动量守恒定律,一个孤立的力学系统（系统不受外力作用）或合外力为零的系统，系统内各质点间动量可以交换，但是，系统的总动量保持不变，即：系统的总动量守恒。,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,注意：（1）动量定理和动量守恒定律只适用于惯性系，在非惯性系需要考虑惯性力的影响；（2）除了系统所受合外力等于零时，系统动量守恒，当系统所受合外力在某一方向上为零，则在该方向上动量守恒。（3）系统内力远大于所受外力，可近似认为系统的动量守恒。(4)对于质点系运用动量定理和动量守恒定理时，所有的质点的物理量都必须是相对于同一参考系而言的。,四、动量定理和动量守恒定理的应用：,越小，则越大,在一定时,例1一质量为0.05kg、速率为10ms-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求在此时间内钢板所受到的平均冲力,O,解由动量定理得：,方向与轴正向相同,O,例、质量为m=300kg的重锤从高度为h=1.5m处自由下落到受锻压的锻件上，如图所示，工件发生变形。如果作用时间（1）t=0.1s；（2）t=0.01s，求锤对工件的平均冲力。,例题、如图所示，沙子从h=0.8m高处下落到以3m/s的速率水平向右运动的传送带上，取g=10m/s2，则传送带给予沙子的作用力的方向为：（A）与水平夹角530向下；（B）与水平夹角530向上；（C）与水平夹角370向下；（D）与水平夹角370向上。,例、将一空盒放在秤盘上，并将秤的读数调整到零，然后从高出盒底h=5m处将小石子流以每秒n=100个的速率注入盒中，假设每个小石子的质量为m=0.02kg，都从同一高度下落且落到盒内后就停止运动，求从石子开始注入到t=10秒是秤的读数。取g=10m/s2,例题、如图所示，A、B和C三物体的质量均为M，BC之间有一长度为l0的细绳相连，放在光滑的水平桌面上，t=0时，BC距离为零，求：（1）AB开始运动后，经过多长的时间C开始运动？（2）C刚开始运动时的速度。,C,B,A,A,B,例、一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为,子弹从枪口射出时的速率为300m/s，假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则（1）子弹走完枪筒全长所用的时间t=。（2）子弹在枪筒中所受力的冲量I=。（3）子弹的质量m=。,0.003s,0.6N.s,2g,例、初速度为m/s、质量为m=0.05kg的质点，受到冲量N.s的作用，则质点的末速度为_。,例题、力(SI)作用在质量m=2kg的物体上，使物体由静止开始运动，则该物体在3s末的速度为_。,例质量为m的匀质链条，全长为L，,开始时，下端与地面的距离为h,当链,条自由下落在地面上时,所受链条的作用力？,L,h,解设,链条在此时的速度,根据动量定理,地面受力,m,求链条下落在地面上的长度为l(lL)时，地面,dm,例一柔软链条长为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.,m1,m2,O,y,y,求链条下落速度v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,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,又,m1,m2,O,y,y,两边同乘以则,m1,m2,O,y,y,END,大球碰撞小球,小球碰撞大球,同样大小的球相碰,非对心碰撞,如果两球在碰撞前的速度在两球的中心连线上，那么，碰撞后的速度也都在这一连线上，这种碰撞称为对心碰撞（或称正碰撞）。,设和分别表示两球在碰撞前的速度，和分别表示两球在碰撞后的速度，和分别为两球的质量。,碰撞后,碰撞前,碰撞时,牛顿的碰撞定律：碰撞后两球的分离速度，与碰撞前两球的接近速度成正比，比值由两球的材料性质决定。,恢复系数,碰撞后两球以同一速度运动，并不分开，称为完全非弹性碰撞。,机械能有损失的碰撞叫做非弹性碰撞。,分离速度等于接近速度，称为完全弹性碰撞。,可以证明恢复系数等于恢复过程和压缩过程的冲量之比。,碰撞后,碰撞前,碰撞时,碰撞后,碰撞前,碰撞时,例题、一质量为M的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，另有一质量为m的小物体以水平速度0滑向车顶，设物体与车顶之间的摩擦系数为，要使小物体不滑下车顶，小车顶的长度至少应为多少？,例题、质量为M的物体有一四分之一圆弧形滑槽，静止在光滑水平面上，另一质量为m的物体自其顶部由静止开始下滑，求当m滑至滑槽的底部时，M移动的距离。,例题、在光滑的水平桌面上，光滑小球m1的直径为d，以初速度10运动与另一直径相同的静止小球m2发生碰撞，两求球心之间的距离为b，恢复系数为e，求碰撞后两小球的速度各为多少？,例、一质量的人站在一条质量为，长度的船的船头上。开始时船静止，试求当人走到船尾时船移动的距离。（假定水的阻力不计。）,例题、如图所示,设炮车以仰角发射一炮弹，炮车和炮弹的质量分别为M和m，炮弹的出口速度为u，求：（1）炮车的反冲速度V；（2）若炮筒的长度为l，则在炮弹的发射过程中，炮车反冲的距离。炮车与地面间的摩擦力不计。,u,M,m,火箭飞行,前苏联东方1号火箭,长征三号运载火箭,火箭发射,火箭飞行,设在某一瞬时，火箭的质量为，速度为，在其后到时间内，火箭喷出了质量为的气体，是质量在时间内的增量，喷出的气体相对于火箭的速度为，使火箭的速度增加了。,喷气前总动量为：,喷气后火箭的动量为：,所