大學(xué)物理動量課件

1、課后課后練習(xí)（適用于練習(xí)（適用于第一、三第一、三章教學(xué)內(nèi)容）：章教學(xué)內(nèi)容）：學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)“力學(xué)力學(xué)”：一、一、111，14，15二、二、1928，3742三、三、55，56五、五、89，90第第4章章 動量和角動量動量和角動量一、質(zhì)點的動量定理一、質(zhì)點的動量定理1、沖量、沖量(impulse)(力對時間的累積效應(yīng)）力對時間的累積效應(yīng)） 21ttdtFIdI定義：定義：dt內(nèi)，力的沖量為內(nèi)，力的沖量為dtFId 21tt 內(nèi)的總沖量為內(nèi)的總沖量為4-1 動量定理與動量守恒定律動量定理與動量守恒定律實際問題中，沖力作用時間短，量值變化大，實際問題中，沖力作用時間短，量值變化大，故常用故常用平均

2、沖力平均沖力概念。概念。1221ttdtFFtt )()()(121212212121ttFdtFIttFdtFIttFdtFIzttzzyttyyxttxx分量分量形式形式雞蛋雞蛋水水紙板紙板為使為使 t小，小，F(xiàn)須大。須大。（1）（2）棒（壘）球運動員接球時要戴厚而軟的）棒（壘）球運動員接球時要戴厚而軟的手套手套以增大以增大 t，減小沖力。，減小沖力。當當 t很小時，由于沖力很大，某些有限大小很小時，由于沖力很大，某些有限大小的力（如重力）可忽略不計。的力（如重力）可忽略不計。xx幾何意義：幾何意義：pppdtFItt 1221動量定理（積分形式）動量定理（積分形式） 分量式：分量式： 2

3、12121121212ttzzzzzttyyyyyttxxxxxpmvmvdtFIpmvmvdtFIpmvmvdtFI2、質(zhì)點的動量定理、質(zhì)點的動量定理dtpddt)vd(mF pddtFId 動量定理動量定理 （微分形式）（微分形式） 由牛二律由牛二律,動動量量vmp 由質(zhì)點的動量定理：由質(zhì)點的動量定理：) 2()()(:) 1 ()()(:0000222222111111vvmdtfFmvvmdtfFmtttt 21ff 式中，式中，F(xiàn)1、F2分別為分別為m1、m2所受外力；所受外力；f1、f2分別分別為為m1、m2之間的相互作用力，稱為系統(tǒng)的內(nèi)力。之間的相互作用力，稱為系統(tǒng)的內(nèi)力。 21

4、212100)(iiiiiittiivmvmdtF將將(1)、(2)兩式相加，得兩式相加，得二、二、 質(zhì)點系的動量定理質(zhì)點系的動量定理 NiiiNiiittNiivmvmdtF11100)(一般地，可寫作一般地，可寫作)()(21 iiittivmdtFi外外注：內(nèi)力不能引起系統(tǒng)動量的改變！注：內(nèi)力不能引起系統(tǒng)動量的改變！推廣：推廣：質(zhì)點系的動量定理質(zhì)點系的動量定理帆帆鼓風機鼓風機（1）（2）不能拽著自己的頭發(fā)將自己提起。）不能拽著自己的頭發(fā)將自己提起。1、上述動量定理和動量守恒定律只適用于慣性系。、上述動量定理和動量守恒定律只適用于慣性系。 三、動量守恒定律三、動量守恒定律iiiivmFi

5、0外外若若守恒守恒2、若某個方向上合外力為、若某個方向上合外力為0，則該方向上的分動，則該方向上的分動量守恒，盡管總動量可能并不守恒。量守恒，盡管總動量可能并不守恒。 3、 一些實際問題中，當外力一些實際問題中，當外力內(nèi)力，且作用時內(nèi)力，且作用時間極短時間極短時（如碰撞、打擊、爆炸等）（如碰撞、打擊、爆炸等），往往忽，往往忽略外力的沖量，而認為動量守恒。略外力的沖量，而認為動量守恒。 4、更普遍的動量守恒定律并不依靠牛頓定律，、更普遍的動量守恒定律并不依靠牛頓定律，它是關(guān)于自然界一切物理過程的一條最基本它是關(guān)于自然界一切物理過程的一條最基本的定律。的定律。例例1、一質(zhì)量、一質(zhì)量m=0.14kg

6、的壘球沿水平方向以的壘球沿水平方向以v1=50m/s投來，經(jīng)棒打擊后，沿仰角投來，經(jīng)棒打擊后，沿仰角 =45向向回飛出，速率變?yōu)榛仫w出，速率變?yōu)関2=80m/s，求棒給球的沖量。，求棒給球的沖量。解：解： 45mv1mv2m(v2-v1)=I如圖所示，由質(zhì)如圖所示，由質(zhì)點的動量定理，點的動量定理，棒對球的沖量為棒對球的沖量為)(12vvmI )( 9 .16135cos2 21222112sNvvvvmvvmI 大大小小為為.,28135sinsin2方方向向如如圖圖所所示示由由 Imv例例2、（學(xué)習(xí)指導(dǎo)、（學(xué)習(xí)指導(dǎo)p29. 43）一個力一個力F作用在質(zhì)量為作用在質(zhì)量為1.0kg的質(zhì)點上，使的

7、質(zhì)點上，使之沿之沿x軸運動。已知在此力作用下質(zhì)點的軸運動。已知在此力作用下質(zhì)點的運動方程為運動方程為x=3t-4t2+t3 (SI).在在0到到4s的時間的時間間隔內(nèi)，間隔內(nèi)，（1）力）力F的沖量大小的沖量大小I= .（2）力）力F對質(zhì)點所作的功對質(zhì)點所作的功W= .解：解：2383ttdtdxv 依題意，有依題意，有t=0時速度為時速度為10 3 smvt=4s時速度為時速度為1419 smv由質(zhì)點的動量定理，由質(zhì)點的動量定理，由質(zhì)點的動能定理，由質(zhì)點的動能定理，)(16)319(0 . 1)(04sNvvmpI ).(176)319(0 . 121)(21222024JvvmEWk 例例3

8、、（學(xué)習(xí)指導(dǎo)、（學(xué)習(xí)指導(dǎo)p27. 30）質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球自高為的小球自高為y0處沿水平方向以速率處沿水平方向以速率v0拋拋出，與地面碰撞后跳起的最大高度為出，與地面碰撞后跳起的最大高度為y0 /2，水平速，水平速率為率為v0 /2，則碰撞過程中，則碰撞過程中（1）地面對小球的垂直沖量的大小為）地面對小球的垂直沖量的大小為 .（2）地面對小球的水平?jīng)_量的大小為）地面對小球的水平?jīng)_量的大小為 .y0y0 /2oxym0v2/0v解：解：小球從初態(tài)到末態(tài)的過程中，小球從初態(tài)到末態(tài)的過程中，動量的改變源動量的改變源于于重力的沖量重力的沖量和碰撞時和碰撞時地面對小球的沖量地面對小球的沖量。小球在水平方向的動量減少了小球在水平方向的動量減少了.210mv.)21()2()(00021gymgygymgttmgmgt 地面對小球的水平?jīng)_量大小為地面對小球的水平?jīng)_量大小為,210mv方向沿方向沿x軸負向。軸負向。小球在豎直方向的動量沒變，小球在豎直方向的動量沒變， 地面對小球地面對小球的豎直沖量與重力的沖量抵消。的豎直沖量與重力的沖量抵消。地面對小球的豎直沖量的方向向上，大小為地面對小球的豎直沖量的方向向上，大小為4-3（自學(xué)自學(xué)）1、“碰撞碰撞”不一定接觸！不一定接觸！2、（完全）彈性碰撞（完全）彈性碰撞：動能守恒。：動能守恒。3、完全非彈性碰撞完全非彈