大学物理-质点动力学2省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

例:

一质量为m小球最初位于如图所表示A点，然后沿半径为r光滑圆弧内表面ADCB下滑.试求小球在C时角速度和对圆弧表面作用力.解：取自然坐标系,小球受力如图依据牛顿第二定律切向：法向：①②5/1/20241/26由①式代入②式得小球对圆弧作用力为5/1/20242/26清晨，鸟语花香，迈步林荫道，一树叶落下，你是什么态度呢？毫不在意，漫不经心，好不悠闲！5/1/20243/26为何同是一个物体掉下来，态度却如此不一样呢？假如是一篮球飞来,又是什么态度呢?急忙躲闪,生怕打着自已脑袋!原来一者是跚跚而来，既轻且慢。而另者是快速而来，既重又快。或者说人们对于物体运动量都有极其明白计算。

物体运动量是由物体质量和速度决定。用p=mv来描述是科学。5/1/20244/262.2动量和动量守恒定律2.2.1质点和质点系动量定理1.冲量质点动量定理对上式积分得时间内，力对时间累积为：(1)冲量：牛顿第二定律:5/1/20245/26质点在运动过程中，所受合外力冲量等于质点动量增量.(2)质点动量定理:说明(1)

物理意义：质点动量改变依赖于作用力时间累积过程.协力对质点作用冲量质点动量矢量改变(2)动量定理中动量和冲量都是矢量，符合矢量叠加原理.冲量方向与动量增量方向相同.xyzO5/1/20246/26动量定理分量形式:(3)冲力:当两个物体碰撞时,它们相互作用时间很短，相互作用力很大,而且改变非常快速,这种力称为冲力.∵冲量平均冲力:5/1/20247/26xyo例:

一质量为0.05kg，速率为10m/s钢球，与钢板法线成撞击在钢板上，并以相同速率和角度弹回来，设撞击时间为0.05s.vv由动量定理分量式x方向：求:在此碰撞时间内钢板所受平均冲力.

解:y方向：所以钢球受到冲力为:依据牛顿第三定律,钢板受到平均冲力为14.1N,方向沿x轴负向.5/1/20248/26例:一颗子弹在枪筒里前进时所受协力大小为:

F=400-4105t/3(SI)子弹从枪口射出时速率为300ms-1,设子弹离开枪口处协力刚好为零.求：(1)子弹走完枪筒全长所用时间t;(2)子弹在枪筒中所受力冲量I;(3)子弹质量.解:(1)令(2)(3)5/1/20249/26example:Inaparticularcrashtest,anautomobileofmass1500kgcollideswithawall,asshowninFigure.Theinitialandfinalvelocitiesoftheautomobilearevi=-15.0im/sandvf

=2.60i

m/s,respectively.Ifthecollisionlastsfor0.150s,findtheimpulsecausedbythecollisionandtheaverageforceexertedontheautomobile.solution:5/1/202410/262.质点系动量定理(1)两个质点组成质点系由动量定理:质点1:质点2:质点系：由若干个相互作用质点组成系统.内力：系统内各质点间相互作用力.外力：系统外物体对系统内任一质点作用力.——内力;——外力5/1/202411/26由牛顿第三定律知:作用于两质点组成系统合外力冲量等于系统内两质点动量之和增量.两式相加得:5/1/202412/26(2)推广:

由n个质点组成质点系或作用于系统合外力冲量等于系统动量增量

——质点系动量定理在无限小时间间隔内：5/1/202413/26(3)各质点速度必须对同一参考系而言；(4)应用时使用分量式较为方便.(1)只有外力可改变系统总动量；(2)内力可改变系统内单个质点动量——内部作用复杂，却不改变系统总动量；说明：5/1/202414/26一粒子弹水平地穿过并排静止放置在光滑水平面上木块,已知两木块质量分别为m1,m2，子弹穿过两木块时间各为

t1,

t2

，设子弹在木块中所受阻力为恒力F.子弹穿过第一木块时，两木块速度相同，均为v1

子弹穿过第二木块后，第二木块速度变为v2例解求子弹穿过后，两木块各以多大速度运动?解得5/1/202415/26例:柔软链条自桌上小孔自由下落.求:链条下落速度与落下距离之间关系.解：NOy两端同乘以y：两端积分：5/1/202416/26例:

质量为m匀质链条，全长为L，开始时，下端与地面距离为h,当链条自由下落在地面上时.地面所受链条作用力？Lh解:设链条在此时速度:依据动量定理:地面受力:m求:链条下落在地面上长度为l(l<L)时，

dm5/1/202417/262.2.2动量守恒定律1.动量守恒定律当直角坐标系中，动量守恒定律分量式：动量守恒定律当系统所受合外力为零时，系统总动量保持不变.5/1/202418/26说明：(5)动量守恒定律是物理学中最普遍、最基本定律之一.(2)系统动量守恒条件：①系统不受外力；②合外力=0；(3)若系统所受外力矢量和≠0,但合外力在某个坐标轴上分矢量为零，动量守恒可在某一方向上成立.(1)动量守恒定律只适合用于惯性系;(4)内力>>外力.在碰撞、打击、爆炸等相互作用时间极短过程中,内力>>外力,可略去外力.认为系统动量守恒.5/1/202419/26碰撞5/1/202420/26质点、质点系或刚体之间，经过极短时间相互作用而使运动状态发生显著改变过程——碰撞.（人从车上跳下，子弹打入墙壁等都属于碰撞）2.碰撞过程特点:(1)作用时间极短(2)作用力改变极快(3)作用力峰值极大(4)过程中物体会产生形变(5)可认为仅有内力作用,故系统恪守动量守恒定律.3.碰撞定律:e称为恢复系数

（决定于材料性质）1.碰撞定义:

5/1/202421/26(3)非弹性碰撞

当0＜e＜1时，

(1)完全弹性碰撞

当e＝1时，碰撞后形变不能完全恢复，一部分机械能将被转变为其它形式能量(如热能、声能、化学能等).碰撞后形变能完全恢复,没有机械能损失(碰撞前后机械能守恒).(2)完全非弹性碰撞

当e＝0时，碰撞后以同一速度运动,不再分开,这就是说物体碰撞后已经完全不能恢复形变.4.碰撞分类5/1/202422/26动量守恒定律应用——航空原理火箭是动量守恒定律最主要应用之一.5/1/202423/26中国古代火箭原始火箭虎头木牌一窝蜂火龙出水震天雷神神火飞鸦5/1/202424/2620世纪初,在俄国靠近莫斯科一个小城卡卢加,作为中学教师齐奥尔科夫斯基说：“地球是人类摇篮,但人不可能一辈子呆在摇篮里.为了不懈地争取自己生存空间,在最初怯生生地超越大气层之后,人类必将控制整个太阳系.”这是一个很慎重预言,但很明确地必定了人类并非只能死守地球而与之共存亡.齐奥尔科夫斯基被后人称