高等教育出版社力学第3章动量、牛顿运动定律、动量守恒定律课件.ppt

§3.1 牛顿定律 总可以找到某个等效的位置矢量，使得： 质心运动定理: 刚体的一般运动 质心的平动 绕质心的转动 + 关于质心问题 根据 的正交分量式 分析. 质心位置矢量的大小实际为质点系所有质点位置矢量大小的平均值. 3 . 外力内力时，动量近似守恒. 例如碰撞和爆炸. 1 . 只适用于惯性系. 2 . 若某方向的合外力为零，则沿这方向动量守恒. 如果合外力为零，则质点系的总动量不随时间改变 常矢量 §3.8 动量守恒定律 —惯性力 质点在直线加速参考系中的动力学方程：直线加速的非惯性系中，质点质量与相对加速度的乘积等于作用于此质点的相互作用力和惯性力的合力 . 在直线加速的非惯性系中，质点所受惯性力 与非惯性系的加速度 方向相反，且等于质点的质量 与非惯性系加速度 的乘积 . —惯性力 质点在直线加速参考系中的动力学方程：直线加速的非惯性系中，质点质量与相对加速度的乘积等于作用于此质点的相互作用力和惯性力的合力 . 在直线加速的非惯性系中，质点所受惯性力 与非惯性系的加速度 方向相反，且等于质点的质量 与非惯性系加速度 的乘积 . 在直线加速的非惯性系中，质点所受惯性力 与非惯性系的加速度 方向相反，且等于质点的质量 与非惯性系加速度 的乘积 . 2.牛顿力学认为惯性力是“假想力”，不是 物体间的相互作用，没有反作用力. 1.惯性力与质点的位置无关，各处均匀. 二战中的小故事： 美Tinosa号潜艇携带16枚鱼雷，在太平洋离敌舰4000码斜向攻击，发射4枚，使敌舰停航. 敌舰体 近距离、垂直攻击 ? 滑块受摩擦力大 ? 雷管不能被触发！ 但离敌舰875码垂直攻击发射11枚，均未爆炸. 问题出在惯性力上! 撞针滑块 雷管 导板 鱼雷 S′ 【例】杂技演员站在沿倾角为 的斜面下滑的车厢内，以速率 垂直于斜面上抛红球，经时间 后又以 垂直于斜面上抛一绿球 . 车厢与斜面无摩擦 . 问二球何时相遇？ 重解P.78例题2 弹力 真实弹力 还受惯性力 离心惯性力 惯性系S 设圆盘匀速转动，物体m相对圆盘静止 （二）离心惯性力 转动系S 这时，惯性力只是惯性离心力 . （1）在 M 参考系（非惯性系）中观察，重力被惯性力抵消，m作速率为v 的圆周运动. 【例】M 自由下滑，讨论 m 对地面的运动情况. 直接讨论 m 对地面的运动较困难 （2）M 对地作自由落体运动. （3）m 对地面的运动，是以上两种运动的叠加. M m 光滑 地面 M （三）科里奥利力 设圆盘匀速转动，如图所示，物体m沿圆盘半径方向以恒定速率 运动 . 质点 m 横向所走的路程： 质点 m 横向所走的路程，可看作匀加速运动： 质点 m 横向所走的路程： 质点 m 横向所走的路程，可看作匀加速运动： 质点 m 横向所走的路程，可看作匀加速运动： 根据牛顿第二定律： 科里奥利力(假想力）： 1851年傅科在巴黎（北半球）的一个大厅里悬挂摆长 67 米的摆. 发现摆动平面每小时沿顺时针方向转过11?15’角度. 傅科摆摆面的旋转 东 西 南 北 比萨斜塔 　　（高中问题研究）质量为 m 的物体静止在水平桌面上，受到水平恒力 F 的作用，作用时间为 t ；之后撤消 F ，又经 2t 时间物体又复为静止. 求此过程物体受到的阻力. 解：根据动量定理： 以上两式相加并整理得： §3.6 用冲量表示的动量定理 解：根据动量定理： 以上两式相加并整理得： 　　（高中问题研究）质量为 m 的物体静止在水平桌面上，受到水平恒力 F 的作用，作用时间为 t ；之后撤消 F ，又经 2t 时间物体又复为静止. 求此过程物体受到的阻力. §3.6 用冲量表示的动量定理 解：根据动量定理： 以上两式相加并整理得： 受到的阻力: 求合力，要求各力具备同时性. 求总冲量，只要各冲量在同一时间段内即可. 这体现了力对时间的积累效应. 元冲量： （一）力的冲量 在 时间间隔内的冲量 力 元冲量： （一）力的冲量 在 时间间隔内的冲量 力 碰撞过程的平均冲击力： F t0 0 t Fm I F y 总可以找到某个等效的冲击力，使得： 根据牛顿第二定律 质点的动量定理： （二）用冲量表示的动量定理 得： （微分形式） （积分形式） 质点动量的微分等于合力的元冲量. 在一段时间内，质点动量的改变量等于这段时间作用于质点的合