物理基础课件-冲量和动量.pptVIP

冲量和动量 §1 质点动量定理 §2 质点系动量定理 §3质点系动量守恒定律 §4 质心 质心运动定理 * §1 质点动量定理 一、力的冲量 二、 质点运动的动量定理 * §1 冲量与动量定理 一、力的冲量 定义： 力 作用时间为 ， 则 称为力 在 时间间隔内的冲量， 记作 SI 单位 * 定义式 若在?t 间隔内物体受力依次为 相应作用时间依次为 则在?t 间隔内力的冲量为 冲量 矢量 过程量 若力的变化连续 * 二、质点运动的动量定理 由牛顿第二定律 质点运动的动量定理 微分形式 积分形式 * 1）定理的形式特征 (过程量)=(状态量的增量) 2）估算平均作用力 讨论 将积分用平均力代替 动量定理写为 平均力写为 * 动量定理在直角坐标系中，沿各坐标轴的分量式是 质点所受合力的冲量在某一方向上的分量等于质点的动量在该方向的分量的增量。 * 例题4.1 （117页） 质量m＝1kg的质点M从O点开始沿半径R＝2m的圆周运动，见右图。以O点为自然坐标原点，已知M的运动学方程为 。试求从 到 这段时间内作用于质点M合力的冲量。 O A（t1） B（t2） s * 例：动量定理解释了“逆风行舟” （了解） 船 演示 前进方向 风吹来 取一小块风dm为研究对象 初 末 由牛顿第三定律 前进方向 风对帆的冲量大小 方向与 相反 * §2 质点系的动量定理 §3 点系动量守恒定律 一、质点系 二、质点系的动量定理 动量守恒定律 三、火箭飞行原理-- 变质量问题（自学） * 一、质点系 N个质点组成的系统-- 研究对象 内力 internal force 系统内部各质点间的相互作用力 质点系 特点： 成对出现； 大小相等方向相反 结论：质点系的内力之和为零 质点系中的重要结论之一 质点系：若物体系中的物体均可视作质点， 则称为质点系。 * 外力 external force 系统外部对质点系内部质点的作用力 约定： 系统内任一质点受力之和写成 外力之和 内力之和 质点系 * 二、 质点系的动量定理 动量守恒定律 方法:对每个质点分别使用牛顿定律,然后利用质点系内力的特点加以化简 到 最简形式。 第1步，对 mi 使用动量定理： 外力冲量之和 内力冲量之和 第2步，对所有质点求和： * 质点系 由于每个质点的受力时间dt 相同 所以： 第3步，化简上式： 先看外力冲量之和 将所有的外力共点力相加 写成： * 内力的冲量之和为零 再看内力冲量之和 同样，由于每个质点的受力时间dt 相同 所以： 因为内力之和为零： 所以有结论： 质点系的重要结论之二 * 最后简写右边 令： 则，质点系的动量定理为 （积分形式） 　 质点系内各质点动量的矢量和叫作质点系的动量 * 当 动量守恒定律 动量定理 讨论 1.动量守恒定律是牛顿第三定律的必然推论。 2.动量定理及动量守恒定律只适用于惯性系。 微分形式？ 可以写成 吗？ 注意后面的讲解。 应用 ——例题4.2（见教科书119页） 注意：系统 过程 原理应用 应用——例题4.4、4.5、4.6（127页） * 4.若某个方向上合外力为零，则该方向上动量守恒，尽管总动量可能并不守恒 5.当外力内力且作用时间极短时（如碰撞） 6.动量守恒定律比牛顿定律更普遍、更基本 ，在宏观和微观领域均适用。 可认为动量近似守恒。 7.用守恒定律作题，应注意分析 过程、系统和条件。 3. 动量若在某一惯性系中守恒，则在其它 一切惯性系中均守恒。 * “神州”号飞船升空 三、火箭飞行原理-- 变质量问题（自学） * ▲粘附 — 主体的质量增加（如滚雪球） ▲抛射 — 主体的质量减少（如火箭发射） 还有另一类变质量问题是在高速（v ? c）情况下，这时即使没有粘附和抛射，质量也可以改变— 随速度变化 m = m(v)，这是相对论情形，不在本节讨论之列。 变质量问题（低速，v c）有两类： 下面仅以火箭飞行原理为例，讨论变质量问题。 * 三、火箭飞行原理 （rocket） 特征: 火箭体在飞行过程中,由于不断地向外喷气, 所以火箭体的质量不断地变化。飞行速度？ 取微小过程，即微小的时间间隔d t 火箭体质量为M 速度 喷出的气体 系统：火箭箭体 和dt 间隔内喷出的气体 ---喷气速度（相对火箭体） * 火箭体质量为 速度 喷出的气体 系统：火箭箭体 和dt 间隔内