第2章%20守恒定律与时空对称性.ppt

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1、电子教案大学物理1大学物理第2章守恒定律与时空对称性2大学物理§2-1动量守恒定律§2-2角动量守恒定律§2-3能量守恒定律3大学物理§2-1动量守恒定律4大学物理一、质量任何物体都有保持自己原有运动状态的特性。5大学物理单位：kg，是基本单位之一。二、动量、动量守恒定律1.动量矢量单位：kg·m·s-1惯性质量：质量的大小直接反映了惯性的大小。引力质量：式中被称为引力质量经典力学中不区分引力质量和惯性质量一、质量6大学物理2.动量守恒定律由两个质点组成的系统，如果这两个质点只受到它们之间的相互作用，则系统的总动量保持恒定.7大学物

2、理三、实物相互作用的基本规律1.牛顿运动定律牛顿第一定律:任何物体都将保持其静止或匀速直线运动状态，直到其他物体的相互作用迫使它改变运动状态为止。牛顿第二定律:物体在外力的作用下，其动量随时间的变化率等于作用于的合外力。牛顿第三定律:两个物体间的作用力与反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。8大学物理2.力的叠加原理，质点组动量守恒定律（1）力的叠加原理由若干个质点所组成的系统叫质点组，也称作一个力学系统。mi质点系n个质点9大学物理（2）质点系的动量守恒定律。mim1系统所受合力系统的总动量对时间的变化率

3、等于系统所受的所有外力的矢量和2.力的叠加原理，质点组动量守恒定律质点系n个质点10大学物理区分外力和内力内力仅能改变系统内某个物体的动量，但不能改变系统的总动量.注意11大学物理一个质点系所受的合外力为零时，这一质点系的总动量就保持不变。若系统所受的合外力＝0系统总动量守恒12大学物理4）动量守恒定律只在惯性参考系中成立,是自然界最普遍，最基本的定律之一.3）若某一方向合外力为零,则此方向动量守恒.2）守恒条件合外力为零当时，可略去外力的作用,近似地认为系统动量守恒.例如在碰撞,打击,爆炸等问题中.1）系统的动量守恒是指系统的总动

4、量不变，系统内任一物体的动量是可变的,各物体的动量必相对于同一惯性参考系.讨论：13大学物理例2-1假定某放射性元素的原子核最初是静止的，发生放射性β衰变所辐射出的电子和反中微子的运动方向互成直角。已知电子的动量为1.2×10-22kg·m·s-1，反中微子的动量为6.4×10-23kg·m·s-1，试求原子核剩余部分的反冲动量大小和方向。prαpvpe解：电子、反中微子和原子核剩余部分三者都视为质点，可以认为它们所构成的质点系不与外界相互作用，动量守恒。如图求得原子核剩余部分的反冲动量:1.4×10－22kg·m·s－1方向与反

5、中微子的运动方向成14大学物理四、动量守恒定律的应用1.碰撞问题动量定理常应用于碰撞问题15大学物理（1)t时刻:火箭+燃料=M它们对地面的速度为选向右为正方向。(2)经dt时间后,质量为dm的燃料喷出，在t+dt时刻：火箭对地速度为系统总动量的大小为其相对火箭的喷出速度为.2.火箭运动的基本原理16大学物理喷出的气体质量dm等于火箭质量的减少量，即dm＝-dM，展开该等式，并略去二阶无穷小量dM·dv，得积分，得17大学物理1.化学燃料最大u值为实际上只是这个理论值的50%。这个u值比带电粒子在电场作用下获得的速度3108m/s

6、小得多,由此引起人们对离子火箭,光子火箭的遐想。可惜它们喷出的物质太少,从而推动力太小，即所需加速过程太长。2.这对燃料的携带来说不合适。用多级火箭避免这一困难（提高）。18大学物理我国长征系列火箭升空19大学物理五、冲量、动量定理动量定理作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量。冲量力对时间的积分（矢量）20大学物理动量定理是个矢量方程，应用时可直接用矢量作图，也可写成坐标系的分量式21大学物理§2-2角动量守恒定律22大学物理力的时间累积效应：冲量、动量、动量定理．力矩的时间累积效应：冲量矩、角动量、角动量定理．23大学物理*

7、矢量的标积（点积、内积）24大学物理*矢量的矢积（叉积、外积)方向：右手螺旋定则大小：平行四边形面积25大学物理质点以角速度作半径为的圆周运动，相对圆心的角动量大小方向：右手法则.质点的角动量必是相对于某一点而言注意1.质点角动量的定义一、角动量26大学物理刚体：在外力作用下，形状和大小都不发生变化的物体.（任意两质点间距离保持不变的特殊质点组）刚体的运动形式：平动转动.刚体平动质点运动(1)刚体的运动2.刚体角动量的定义27大学物理转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运动.转动又分定轴转动和非定轴转动.刚体的平面运动.28大学物

8、理刚体的一般运动质心的平动绕质心的转动+29大学物理质点系（刚体）质点注意质点的角动量是相对于某一点来说的，刚体的角动量则是对某一固定转轴而言的。(2)刚体角动量30大学物理整个刚体对O点的角动量沿OZ轴的分量标量二、刚体转动惯量的计