大学物理,动量与角动量ppt课件.ppt

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1、第3章动量与角动量三、了解质心概念和质心运动定理。二、明确力矩和角动量概念，掌握质点的角动量定理和角动量守恒定理。一、能运用动量定理和动量守恒定律求解简单质点系在平面内运动问题。基本要求我们往往只关心过程中力的效果——力对时间和空间的积累效应。力在时间上的积累效应：平动冲量动量的改变转动冲量矩角动量的改变力在空间上的积累效应功改变能量牛顿定律是瞬时的规律。但在有些问题中，如：碰撞（宏观）、（微观）…散射§1冲量与动量定理由牛顿第二定律得质点的质量与它的速度的乘积定义为动量即（描述质点运动状态，是矢量）所以（力是使物体动量改变的原因）单位：kg·m·s-1(千克·米/秒)由上式得积分得

2、力在时间至内的积累效应，称为力的冲量。即所以此式表示，在运动过程中，作用于质点的合力在一段时间内的冲量等于质点动量的增量。这个结论称为动量定理。为恒力时为变力，且作用时间很短时，可用平均值来代替注意：动量是状态量，冲量为过程量。动量定理可写成分量式，即此式表示，冲量在某个方向的分量等于该方向上质点动量分量的增量，冲量在任一方向的分量只能改变自己方向的动量分量，而不能改变与它相垂直的其它方向的动量分量。例1:质量为M=5.0102kg的重锤从高为h=2.0m处自由下落打在工件上,经t=1.0102s时间速度变为零。若忽略重锤自身的重量,求重锤对工件的平均冲力。解：取重锤为研究对

3、象,y轴竖直向上。重锤与工件接触时,动量大小为根据动量定理得即解得根据牛顿第三定律，重锤对工件的平均冲力大小方向竖直向下例2：动量定理解释了“逆风行舟”船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当动量守恒定律动量定理讨论1.动量守恒定律是牛顿三定律的必然推论。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。(3.9)§2动量守恒定律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

4、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。小结:动量定理,动量守恒定律大小：mv方向：速度的方向单位：kgm·s-11.动量2.力的冲量方向：力的方向单位：N·s大小：元冲量(1)恒力的冲量(2)变力的冲量分量式★注意：(2)动量为状态量，冲量为过程量。(1)冲量和瞬时力的方向不同。3.系统的动量定理★系统—由多个质点构成的体系（质点系）系统所受合外力的冲量=系统总动量的增量。系统的动量定理—分量式:矢量式:4.动量守恒定律由动量定理守恒条件：守恒式：常矢量动量守恒定律—系统所受的合外力为零时总

5、动量保持不变。或2.系统动量守恒，但每个质点的动量可能变化。1.在碰撞、打击、爆炸等相互作用时间极短的过程中，外力＜＜内力，动量守恒定律仍适用。★注意：3.动量守恒可在某一方向上成立：4.动量守恒定律在微观高速范围仍适用。“神州”号飞船升空§3、火箭飞行原理--变质量问题▲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<

6、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dt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间隔内喷出的气体根据动量定理列出原理式：假设在自由空间发射，注意到：dm=-dM，按图示，可写出分量式，稍加整理为：提高火箭速度的途径有二：第一条是提高火箭喷气速度u第二条是加大火箭质量比M0/M对应的措施是：选优质燃料采取多级火箭(3.10)求：绳子被拉上任一段后，绳端的拉力F例4柔软的绳盘在桌面上，总质量为m0，总长度l质量均匀分布，均匀地以速

7、度v0提绳。动量定理举例注意：系统,过程,原理应用解：(法一)取整个绳子为研究对象求：绳子被拉上任一段后，绳端的拉力F例4柔软的绳盘在桌面上，总质量为m0，总长度l质量均匀分布，均匀地以速度v0提绳。受力图#已提升的质量(主体)m和将要提升的质量dm(法二)类似火箭飞行的方法求解此例中方法2似乎更简便些系统是：#解：设碰撞后两球速度由动量守恒两边平方由机械能守恒（势能无变化）两球速度总互相垂直例5.在平面两相同的球做完全弹性碰撞，其中一球开始时处于静止状态