大学物理动量守恒定律

《大学物理动量守恒定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、问题的提出力持续作用一段时间力持续作用一段路程冲量、动量、动量定理、动量守恒定律功、动能、势能、动能定理、机械能守恒定律冲量、动量的概念及其运算动量定理动量守恒定理主要内容定义：力和力的作用时间的乘积称为冲量。(1)恒力的冲量矢量,同力的方向在F~t图曲线下的面积S=F(t2-t1)为冲量大小。(t1→t2)：一、冲量、动量的概念及其运算1.冲量(2)变力的冲量元冲量：(t1→t2)：在很多的实际问题中，物体受到的力是随时间变化的，如打棒球时，棒与球之间的作用力是随时间变化的。xyzOt1t2t在碰撞、冲击等问题中，力的作用时间很短，且力的变化又复杂时，常引入平均冲力车辆超载容易引发交通事故

2、车辆超速容易引发交通事故2.动量动量的分量式为动量是矢量，方向为速度方向。质点的运动状态（状态量）动量：运动质点的质量与其速度的乘积。结论：物体的运动状态不仅取决于速度，而且与物体的质量有关。动量定理微分形式质点动量的增量等于合力对质点作用的冲量——质点动量定理有限过程微过程动量定理积分形式xyzO二质点的动量定理说明物理意义：质点动量的变化依赖于作用力的时间累积过程。(2)矢量性：冲量的方向与动量的增量方向相同。(3)质点动量定理只适用于惯性系。(4)动量定理给出状态量和过程量之间的联系，求解爆炸、碰撞等问题时很方便。动量定理常应用于碰撞问题越小，则越大.例如人从高处跳下、飞机与鸟相撞、打

3、桩等碰撞事件中，作用时间很短，冲力很大.注意在一定时一般情况下，要利用动量和冲量在坐标系中的分量式进行动量定理的计算。直角坐标系中动量定理的分量形式某方向受到冲量，该方向上动量就改变．质量分别为mA和mB(mA>mB)的两质点A和B，受到相等的冲量作用，则：[C](A)A比B的动量增量少.(B)A比B的动量增量多.(C)A、B的动量增量相等.(D)A、B的动能增量相等.思考题例1质量为m=0.01kg的子弹在枪筒内受到的合力解（1）子弹到枪口的时间（2）由动量定理假定子弹到达枪口时所受的力变为零。求（1）在此过程中合力的冲量；（2）子弹由枪口射出时的速度。解:建立如图所示坐标系,由动量定理例

4、2一质量为0.05kg、速率为10m·s-1的刚球,以与钢板法线呈45º角的方向撞击在钢板上,并以相同的速率和角度弹回来.设碰撞时间为0.05s.求在此时间内钢板所受到的平均冲力.方向沿轴反向例3一篮球质量0.58kg，从2.0m高度下落，到达地面后，以同样速率反弹，接触时间仅0.019s.解篮球到达地面的速率由动量定理相当于40kg重物所受重力!求篮球对地平均冲力?tF(max)F0.019sO练习：欲使解取坐标系如图的乒乓球方向改变并使其速度增大一倍，需给它作用怎样的冲量？xyOq冲量的方向与初速方向的夹角为116.6°练习：图示一圆锥摆，质量为m的小球在水平面内以角速度匀速转动。在小

5、球转动一周的过程中，求：①小球动量增量的大小。②小球所受重力的冲量大小。③小球所受绳子拉力的冲量大小。①小球运动一周动量变化为0。③由①可知，小球所受重力和拉力的冲量为0，因此，拉力的冲量必然等于小球重力冲量的负值，即：②解：质点系三、质点系的动量定理因为内力，故合外力的冲量改变系统总动量一般：质点系动量定理的积分形式作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量——质点系动量定理注意内力不改变质点系的动量初始速度则推开后速度且方向相反则推开前后系统动量不变一粒子弹水平地穿过并排静止放置在光滑水平面上的木块,已知两木块的质量分别为m1,m2，子弹穿过两木块的时间各为t1,t2，设子弹在木块中

6、所受的阻力为恒力F子弹穿过第一木块时，两木块速度相同，均为v1子弹穿过第二木块后，第二木块速度变为v2例3解求子弹穿过后，两木块各以多大速度运动？解得四、动量守恒定律当合外力则质点系所受合外力为零时，质点系的总动量保持不变。(质点系的动量守恒定律)讨论若系统的合外力不为零，但可能合外力在某一方向的分量等于零，则该方向的总动量守恒。(动量守恒定律在直角坐标系中的分量式)=常量当=常量当=常量当(3)动量守恒定律只适用于惯性系。(4)动量守恒定律也适用于高速，微观领域。(2)系统所受合外力不为零，但内力»外力时，也可近似地认为系统动量守恒，如打击、碰撞问题。系统内各质点的动量必须相对于同一惯性系

7、，系统的动量守恒是指系统的总动量不变，系统内任一物体的动量是可变的。讨论(1)选取研究对象。应用动量定理和动量守恒定律解题步骤(2)分析受力。(3)确定过程。(4)列方程求解。要选取适当的坐标系，一般要列出动量定理或动量守恒定律方程的分量式。需要考虑一定的时间间隔或一个过程。判断是否满足合外力为零，或是否沿某一方向合外力投影的代数和为零，或是否合外力远小于内力？若满足这类条件，就应用动量守恒定律求解，否则就应