哈工大大学物理课(马文蔚教材)-第3章力学.pptVIP

（2） 第二宇宙速度 脱离地球引力，成为太阳的行星所需要的最小速度 v2 当 圆 椭圆 抛物线 双曲线 --- 逃逸速度 （3） 第三宇宙速度 脱离太阳系所需要的最小速度 v3 物体在地球上， 地球相对于太阳的速度约为 29.8 km/s 脱离地球需要动能为: 史瓦西半径 或 引力半径 rs 黑洞 3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 一. 微观 粒子间相互作用是非接触的，双方有很强的相互斥力，迫使它们碰撞前就偏离原来运动方向而分开, 称为散射. 二. 宏观 在接触前无相互作用的碰撞两粒子直接接触, 相互作用强. 忽略外力作用时, 两体系统总动量守恒. 质心动能 不变 相对动能 改变 1. 完全弹性碰撞 ------ 弹性碰撞 碰撞过程中 总动量守恒 Ekr 守恒 2. 完全非弹性碰撞 碰撞过程动量守恒, Ekr 耗散掉 碰后两物体不再分离. 即 3. 非完全弹性碰撞 动量守恒 恢复系数 正碰撞(对心碰撞) 与 相反 在质心参考系中: 碰后两球的速度分别为 质心速度 质心系是零动量系, 由此得出 与 的关系 上两式中 得完全弹性碰撞后的速度大小 得完全非弹性碰撞结果 得非完全弹性碰撞结果 3-8 能量守恒定律 所有的时间对于物理定律都是等价的，绝对的时间坐标无法测量。--- 时间的均匀性，也叫时间平移对称性或时间平移不变性。 能量守恒定律的普遍性在于它与时间的均匀性相关联。 一个封闭系统经历任何变化时，该系统所有能量的总和保持不变 普遍的能量守恒定律 3-9 质心 质心运动定律 质心定义 质心的坐标 0 x y z m1 m2 mi c x 质量连续分布的物体 分量式 一 质心 二 质心运动定律 由质心定义 质点系的动量是质点系内各质点的动量的矢量和 质心运动定律 对时间求一阶和二阶导数可得 质心速度 质心加速度 当物体只作平动时， 质心运动代表整个物体的运动。 *质心参考系 0 x y z m1 m2 mi c 质心在其中静止的平动参考系 常常把坐标原点选在质心上 则 质心参考系也叫零动量参考系 动量守恒和空间平移对称性 一个物理系统沿空间某方向平移一个任意大小的距离后， 它的物理规律完全相同，这个事实叫做空间平移对称性或 空间平移不变性，也叫做空间的均匀性。 空间各点对物理规律是彼此等价的。 孤立系统的质心速度不变，这正是动量守恒定律。 三. 质点系的动能 --- 质心速度 --- 质点相对质心速度的速度 设 ---- 柯尼希定理 （轨道动能） （内动能或自旋动能） 0 c 四 质心参考系的功能关系 一个质点： 质点系： =0 （牛Ⅲ） 0 c 保守系统内能 相对质心参考系，外力对系统所做的功等于系统内能的增量 此结论与质心参考系是否是惯性参考系无关！ * 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 3-1 质点和质点系的动量定理 考虑力的时间积累效应 由牛Ⅱ 质点受合外力的冲量等于同一时间内该质点动量的增量 力的时间积累 力的冲量： 质点的动量定理： 冲量 动量定理微分形式 动量定理积分形式 可以看出动量定理是牛顿第二定律变形 一 冲量 质点的动量定理 冲击力下 称为 时间内的平均力 动量定理的表达式是矢量式 分量式 F 0 t t0 t’ 逆风行船 与水的阻力相平衡 为船的动力 若干质点组成体系: 第 i个质点受力 将体系分为两部分, 一部分称为系统， 另一部分叫外部环境或外界。 这时第 i 个质点受力： 利用牛顿第三定律 系统内力之和 (设有m+n个) 内部n个 外部m个 二 质点系的动量定理 将子系统看成整体，总动量 它受到的合力 所以 这就是质点系的牛顿第二定律 -------系统受到的合外力等于系统动量对时间的变化率 系统只有一个质点时为中学所学形式： 质点系的动量定理 内力能使系统内各个质点的动量发生改变（相互交换动量）， 但它们对系统的总动量没有任何影响。 当系统所受的合外力为 0， 即 或 常矢量 当一个质点系受的合外力为零时，该系统总动量保持不变。 3-2 动量守恒定律 动量守恒定律 分量式: 当 则 恒量 即 恒量 即 恒量 则 恒量 即 恒量 则 恒量 讨论 1. 当某一方向外力为零时该方向动量守恒 2. 当内力 外力时，动量守恒 当 当 常矢量 动量守恒矢量式 3. 相对同一惯性系使用动量守恒定律 3-3 系统内质量移动问题 t 时刻: 火箭+燃料=M 它们对地的速度为 (1) 经 dt 时间后 ,质量为 dm 的燃料喷出 剩下质量为 对地速度为 (2) 称为喷气速度