大學(xué)物理動(dòng)量守恒定律課件

問題的提出力持續(xù)作用一段時(shí)間力持續(xù)作用一段路程沖量、動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律功、動(dòng)能、勢(shì)能、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律沖量、動(dòng)量的概念及其運(yùn)算動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定理主要內(nèi)容定義：力和力的作用時(shí)間的乘積稱為沖量。(1)恒力的沖量矢量,同力的方向在F~t圖曲線下的面積S=F(t2-t1)為沖量大小。(t1→t2)：一、沖量、動(dòng)量的概念及其運(yùn)算1.沖量在碰撞、沖擊等問題中，力的作用時(shí)間很短，且力的變化又復(fù)雜時(shí)，常引入平均沖力

車輛超載容易引發(fā)交通事故車輛超速容易引發(fā)交通事故2.動(dòng)量動(dòng)量的分量式為

動(dòng)量是矢量，方向?yàn)樗俣确较?。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（狀態(tài)量）動(dòng)量：運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與其速度的乘積。結(jié)論：物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不僅取決于速度，而且與物體的質(zhì)量有關(guān)。說明物理意義：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的變化依賴于作用力的時(shí)間累積過程。(2)

矢量性：沖量的方向與動(dòng)量的增量方向相同。(3)

質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理只適用于慣性系。(4)

動(dòng)量定理給出狀態(tài)量和過程量之間的聯(lián)系，求解爆炸、碰撞等問題時(shí)很方便。動(dòng)量定理常應(yīng)用于碰撞問題

越小，則越大.

例如人從高處跳下、飛機(jī)與鳥相撞、打樁等碰撞事件中，作用時(shí)間很短，沖力很大.注意在一定時(shí)一般情況下，要利用動(dòng)量和沖量在坐標(biāo)系中的分量式進(jìn)行動(dòng)量定理的計(jì)算。直角坐標(biāo)系中動(dòng)量定理的分量形式某方向受到?jīng)_量，該方向上動(dòng)量就改變．例1

質(zhì)量為m=0.01kg的子彈在槍筒內(nèi)受到的合力解

（1）子彈到槍口的時(shí)間（2）由動(dòng)量定理假定子彈到達(dá)槍口時(shí)所受的力變?yōu)榱?。?/p>

（1）在此過程中合力的沖量；（2）子彈由槍口射出時(shí)的速度。解:建立如圖所示坐標(biāo)系,由動(dòng)量定理例2一質(zhì)量為0.05kg、速率為10m·s-1的剛球,以與鋼板法線呈45o角的方向撞擊在鋼板上,并以相同的速率和角度彈回來.設(shè)碰撞時(shí)間為0.05s.求在此時(shí)間內(nèi)鋼板所受到的平均沖力.方向沿軸反向例3

一籃球質(zhì)量0.58kg，從2.0m高度下落，到達(dá)地面后，以同樣速率反彈，接觸時(shí)間僅0.019s.解

籃球到達(dá)地面的速率由動(dòng)量定理相當(dāng)于40kg重物所受重力!求

籃球?qū)Φ仄骄鶝_力?tF(max)F0.019sO練習(xí)：圖示一圓錐擺，質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在小球轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，求：①小球動(dòng)量增量的大小。②小球所受重力的沖量大小。③小球所受繩子拉力的沖量大小。①小球運(yùn)動(dòng)一周動(dòng)量變化為0。③由①可知，小球所受重力和拉力的沖量為0，因此，拉力的沖量必然等于小球重力沖量的負(fù)值，即：②解：質(zhì)點(diǎn)系三、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理因?yàn)閮?nèi)力，故合外力的沖量改變系統(tǒng)總動(dòng)量一般：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的積分形式作用于系統(tǒng)的合外力的沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量——質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理一粒子彈水平地穿過并排靜止放置在光滑水平面上的木塊,已知兩木塊的質(zhì)量分別為m1,m2，子彈穿過兩木塊的時(shí)間各為t1,t2

，設(shè)子彈在木塊中所受的阻力為恒力F子彈穿過第一木塊時(shí)，兩木塊速度相同，均為v1

子彈穿過第二木塊后，第二木塊速度變?yōu)関2例3解求

子彈穿過后，兩木塊各以多大速度運(yùn)動(dòng)？解得四、動(dòng)量守恒定律當(dāng)合外力則質(zhì)點(diǎn)系所受合外力為零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量保持不變。(質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律)討論若系統(tǒng)的合外力不為零，但可能合外力在某一方向的分量等于零，則該方向的總動(dòng)量守恒。(動(dòng)量守恒定律在直角坐標(biāo)系中的分量式)=常量當(dāng)=常量當(dāng)=常量當(dāng)(3)動(dòng)量守恒定律只適用于慣性系。(4)動(dòng)量守恒定律也適用于高速，微觀領(lǐng)域。(2)系統(tǒng)所受合外力不為零，但內(nèi)力?外力時(shí)，也可近似地認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒，如打擊、碰撞問題。系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量必須相對(duì)于同一慣性系，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指系統(tǒng)的總動(dòng)量不變，系統(tǒng)內(nèi)任一物體的動(dòng)量是可變的。

討論

一裝沙車以速率v=3m/s從沙斗下通過，每秒鐘落入車廂的沙為m=500kg，如果使車廂的速率保持不變，應(yīng)用多大的牽引力？(設(shè)車與軌道的摩擦不計(jì))設(shè)t時(shí)刻已落入車廂沙子的質(zhì)量與沙車的質(zhì)量之和為m，dt時(shí)間內(nèi)即將落入的沙子質(zhì)量為dm。以m和dm為研究系統(tǒng)t+dt時(shí)刻的動(dòng)量為t時(shí)刻水平總動(dòng)量為例4解根據(jù)動(dòng)量定理解由于核衰變過程中無外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量守恒例5解得氡核的速率剛生成的氡核的速率。一個(gè)靜止的鐳原子突然放射出一個(gè)

粒子，變?yōu)殡焙?，?/p>

粒子的速率為，求衰變