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1、第3章冲量和动量内容3.1冲量动量质点的动量定理3.2质点系的动量定理3.3动量守恒定律3.4碰撞※3.5火箭飞行的基本原理3.1冲量动量质点的动量定理研究力在时间的积累效应3.1.1冲量和动量t1t2t1.力的冲量t1→t2时间内,恒力的冲量dt时间内,变力的元冲量t1→t2时间内,变力的冲量FOtt1t2FI2.质点的动量质量为m的质点,以速度运动时,动量为3.1.2质点的动量定理微过程由牛顿第二定律可得在任意微过程中,质点动量的微分等于作用于质点的合力对质点作用的元冲量。有限过程质点动量定理的微分形式质点动量定理的积分形式在任意有限过程中,质点动量的增量等于作用于质点的合力对质
2、点作用的冲量。质点动量定理的积分形式t1t2t质点动量定理的直角坐标中的分量形式直角坐标中的分量形式切向和法向上的分量形式冲量的任何分量等于在它自己方向上的动量分量的增量。力为恒力时方向不变,作用时间短,大小很大且随时间变化的力OFtF力为冲力时若冲力的作用时间为则平均冲力为质点动量的增量为——冲力。例一物体在粗糙的水平面上以速度向右运动,经过5s时间后停止运动,若物体与地面间的滑动摩擦系数,求设物体的质量为m。物体在运动过程中,受与运动方向相反的摩擦力的作用。物体运动的初速度。依题意末速度。解frm根据质点动量定理的积分形式,有解得物体运动的初速度本题中,力的冲量和物体的动量沿同一
3、直线,因此动量定理就成为标量形式。例解求质量m=0.01kg的子弹,在枪膛里受合力F=40-80t(SI)。设子弹到达枪口时所受的力变为零,子弹在枪膛里经历的时间(2)子弹由枪口出射时的速度。(1)合力的冲量;(1)0到t时间内,合力的冲量的大小t=0.5s令F=40-80t=0,合力的冲量根据质点的动量定理(2)子弹动量的增量有子弹由枪口出射时的速度质量为0.58kg的篮球从2.0m高度下落,到达地面后以同样速率反弹,篮球与地的作用时间为0.019s,篮球到达地面的速率篮球对地的平均冲力相当于40kg重物的重力!篮球对地的平均冲力。求例解篮球的动量增量3.2质点系的动量定理质点系的
4、动量3.2.1质点系的动量质点系动量的分量形式t时刻直角坐标系中的分量形式切向和法向上的分量形式3.2.2质点系的动量定理(一对内力)m1m2两个质点两式相加,得多个质点微分形式微过程有限过程在某一段时间内,质点系动量的增量等于作用在质点系上所有外力在同一时间内冲量的矢量和。质点系动量定理的积分形式质点系动量定理的分量形式(1)只有外力可改变系统的总动量;(2)内力可改变系统内单个质点的动量——内部作用复杂。讨论直角坐标系中的分量形式切向和法向上的分量形式光滑水平面上并排放置两木块,质量分别为m1和m2。一子弹水平穿过两木块,所用时间分别为t1,t2。设子弹在木块中所受阻力为恒力
5、F,子弹穿过第一木块时,两木块速度相同,为v1例解子弹穿过后,两木块的运动速度。求根据质点系的动量定理,有子弹穿过第二木块后,第二木块速度变为v2解得两木块的运动速度根据质点的动量定理,有3.3动量守恒定律1.质点的动量守恒定律当作用于质点的合力为零,由质点的动量定理,可得当作用于质点的合力为零时,质点的动量保持不变。质点的动量守恒定律即质点保持静止或匀速直线运动状态。(1)质点的动量守恒定律适用于惯性系;(2)质点的动量守恒定律也适用于高速和微观领域。讨论2.质点系的动量守恒定律当作用于质点系的所有外力的矢量和为零时,质点系的动量定理,可得当作用于质点系的合外力为零时,质点系的动量
6、保持不变。质点系的动量守恒定律即外力的矢量和质点动量守恒定律的分量形式(1)质点系的动量守恒定律适用于惯性系;(2)质点系的动量守恒定律也适用于高速和微观领域。讨论例一个静止的镭原子突然放出一个粒子变为氡核,若粒子的速率为,解由于核衰变过程中无外力作用,系统动量守恒解得氡核的速率刚生成的氡核的速率。负号表明两者速度方向相反。求衰变前衰变后
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