高二物理競賽動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律課件

第二章運(yùn)動(dòng)的守恒量和守恒定律§2-2

動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律2目錄第一章力和運(yùn)動(dòng)第二章運(yùn)動(dòng)的守恒量和守恒定律第三章剛體和流體的運(yùn)動(dòng)第四章相對(duì)論基礎(chǔ)第五章氣體動(dòng)理論第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第七章靜止電荷的電場(chǎng)第八章恒定電流的磁場(chǎng)第九章電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)理論§2-1質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力和外力質(zhì)心質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理§2-2

動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律§2-3

功動(dòng)能動(dòng)能定理§2-4

保守力成對(duì)力的功勢(shì)能§2-5質(zhì)點(diǎn)系的功能原理機(jī)械能守恒定律§2-6碰撞§2-7質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量和角動(dòng)量守恒定律§2-8對(duì)稱性和守恒定律3牛頓第二定律積分形式牛頓定律是瞬時(shí)的規(guī)律。但在有些問題中，如：碰撞（宏觀）、散射（微觀）…

我們往往只關(guān)心過程中力的效果，

即只關(guān)心始末態(tài)間的關(guān)系，對(duì)過程的細(xì)節(jié)不感興趣；而有些問題我們甚至尚弄不清楚過程的細(xì)節(jié)。改變質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要有力的作用，還需要一個(gè)過程。作為一個(gè)過程，我們關(guān)心的是力對(duì)時(shí)間和空間的積累效應(yīng)。

力在時(shí)間上積累：平動(dòng)→沖量，改變動(dòng)量

轉(zhuǎn)動(dòng)→

沖量矩，改變角動(dòng)量

力在空間上積累：力做功，改變動(dòng)能力與運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)關(guān)系

力與運(yùn)動(dòng)的過程關(guān)系動(dòng)量定理動(dòng)能定理4動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量

(Momentum)：質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與其速度的乘積。（不關(guān)心a，而關(guān)心v）

[kg·m/s]質(zhì)量大的難于停止速度大的難于停止

5沖量力的沖量

(Impulse)作用于質(zhì)點(diǎn)的力與其作用時(shí)間的乘積。沖量、力屬于物體間的機(jī)械作用量。力：物體之間的相互（機(jī)械）作用。力的3要素：大小、方向、作用點(diǎn)。（作用效果）沖量4要素：大小、方向、作用點(diǎn)、時(shí)間。沖量表示：力在一段時(shí)間內(nèi)的累積效應(yīng)。沖量不是瞬時(shí)值，是力的作用在一定時(shí)間內(nèi)的累積值.沖量I

等于一段時(shí)間內(nèi)所有微分(元)沖量Fdt的矢量和。[N·s]

6①動(dòng)量定理(theoremofmomentum)分量形式：積分形式：微分形式：從平動(dòng)方面描述了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的規(guī)律。反映了機(jī)械運(yùn)動(dòng)量(動(dòng)量)的變化與作用量(力或沖量)之間的定量關(guān)系。建立了：速度、力、時(shí)間3者之間的關(guān)系.加速跑

物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受合外力的沖量=該物體動(dòng)量的增量。7思考題用線將球掛起來，球下系一同樣的細(xì)線，拉球下細(xì)線，逐漸加大力量，

哪段細(xì)線先斷？

如用較大力量突然拉球下細(xì)線，

哪段細(xì)線先斷？上面的線下面的線8動(dòng)量定理的應(yīng)用（1）不涉及質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，只考慮運(yùn)動(dòng)始末瞬時(shí)的動(dòng)量變化

和此時(shí)間間隔內(nèi)的沖量——簡化問題。通常只有當(dāng):力是常力、力是時(shí)間的函數(shù)時(shí)，應(yīng)用動(dòng)量定理求速度變化才方便。帆船能逆風(fēng)行駛

9動(dòng)量定理的應(yīng)用（2）平均沖力在碰撞、沖擊中：10動(dòng)量定理的應(yīng)用（3）變質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程

由動(dòng)量定理：11動(dòng)量定理的應(yīng)用（3）變質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程討論：

質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理牛頓第二定律

教材：例題2-212

hGN解法一：自由落體，錘剛接觸工件時(shí)速度分析??例題2-213hGN解法二：錘自由落下h高度的時(shí)間為t動(dòng)量定理:質(zhì)量M=3t

的重錘，從高度h=1.5m處自由落到受鍛壓的工件上，工件發(fā)生變形。如果作用的時(shí)間:(1)τ=0.1s,(2)

τ

=0.01s。求：錘對(duì)工件的平均沖力。動(dòng)量定理不僅用于錘與工件接觸的短暫時(shí)間，也可用于鍛壓時(shí)的整個(gè)過程。14例題2-3

MAT1T2G2G1mmMBy解:(1)正好繩子拉緊時(shí)A的速度A:B:動(dòng)量定理：BAh例題2-315解:(2)

繩子拉緊后B的加速度(A,B共同運(yùn)動(dòng))牛頓第二定律：MAT1T2G2G1mmMBayah

例題2-416

AB300150v1v2300150mv1mv2(mv)17*②例題2-5

0yLhL-l解：地面所受鏈條作用力變質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程：18質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理（積分形式）質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理作用于質(zhì)點(diǎn)系的所有外力沖量的矢量和=質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量的改變19③質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律表明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移過程：系統(tǒng)中一物體獲得動(dòng)量的同時(shí)，

另一物體必然失去一份相等的動(dòng)量。質(zhì)點(diǎn)系中，各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量不一定守恒，

∵各質(zhì)點(diǎn)受力不一定都等于零。在宏觀和微觀領(lǐng)域、低速和高速范圍均適用。如果系統(tǒng)所受到的外力之和為0，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。

20動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用（1）反沖現(xiàn)象炮身與炮彈（2）反推運(yùn)動(dòng)噴氣式飛機(jī)或火箭不論在有空氣還是沒空氣的空間中均可以飛行。說明：

內(nèi)力雖然不能改變整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量，

卻能改變系統(tǒng)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量。21例題

解：因不計(jì)摩擦，兩車系統(tǒng)在水平方向上不受外力：動(dòng)量守恒第一輛小車碰撞后損失的動(dòng)量：第二輛小車碰撞后獲得的動(dòng)量：動(dòng)量概念的物理本質(zhì)：機(jī)械運(yùn)動(dòng)從一物體傳遞給另一物體。動(dòng)量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的度量。22思考題

不守恒守恒守恒不守恒23例題2-6

解：炮車和炮彈看成一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒，但水平方向守恒速度變換定理：動(dòng)量守恒定理：24例題2-7

m3v3m2v2m1v1解：物體的動(dòng)量原等于零，炸裂時(shí)爆炸力是物體內(nèi)力，它遠(yuǎn)大于重力，故在爆炸中，可認(rèn)為動(dòng)量守恒。

25質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律：如果作用在質(zhì)點(diǎn)系的所有外力的矢量和為0，

則該質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心作勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果開始時(shí)質(zhì)心靜止，則以后仍然靜止。26

例題2-8

解：把兩個(gè)小孩和繩看作一個(gè)系統(tǒng)，水平方向不受外力，此方向動(dòng)量守恒在相遇時(shí)，x1=x2=xc，于是有27*④火箭飛行原理火箭:一種利用燃料燃燒后噴出的氣體產(chǎn)生的反沖推力飛行的裝置。

假設(shè)：火箭在不受外力或空氣阻力等任何外力的影響，即在自由空間飛行。

由動(dòng)量守恒定律

28火箭飛行原理

噴氣速度大，火箭速度大；

火箭的質(zhì)量比大，火箭速度大。單級(jí)火箭的質(zhì)量比為15，理想速度為：11km/s，實(shí)際速度為：7km/s小于第一宇宙速度（7.9km/s）第一宇宙速度V1=7.91千米/秒第二宇宙速度V2=11.18千米/秒第三宇宙速度V3=16.70千米/秒29火箭資料長征1號(hào)(70年)長征2號(hào)(72年)長征3號(hào)(84年)三級(jí)火箭全長29.45米最大直徑2.25米起飛重量81.6噸起飛推力112噸兩級(jí)火箭全長31.65米最大直徑3.35米起飛重量1