大学物理惯性动量和牛顿定律.ppt

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1、ch2第二章动量守恒和质点动力学力学运动学动力学牛顿定律守恒定律动量守恒定律机械能守恒定律角动量守恒定律基础地位普适惯性、动量、动量守恒牛顿定律(Newton'sLawsofDynamics)牛顿(IsaacNewton,1642―1727)重要贡献有万有引力定律、经典力学、微积分和光学。万有引力定律：总结了伽利略和开普勒的理论和经验，用数学方法完美地描述了天体运动的规律。牛顿运动三大定律：《自然科学的数学原理》(1687)中含有牛顿运动三条定律和万有引力定律，以及质量、动量、力和加速度等概念。光学贡献：牛顿发现色散、色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说。反射式望远镜的发

2、明(1668)英国物理学家、数学家、天文学家，经典物理学的奠基人。“我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好象不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的贝壳而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。”ch2§2-1惯性定律和惯性系一、牛顿第一定律(theprincipleofinertia)任何物体，只要没有外力改变它的状态，便会永远保持静止或匀速直线运动的状态自由粒子伽利略的理想实验Ifanobjectisleftalone,isnotdisturbed,itcontinuestomovewithaconstantvelocityi

3、nastraightlineifitwasoriginallymoving,oritcontinuestostandstillifitwasjuststandingstill.ch2二、几点说明1.牛顿第一定律给出了惯性(inertia)的概念惯性：物体保持静止或匀速直线运动状态的特性2.牛顿第一定律给出了力的作用改变物体的运动状态3.牛顿第一定律定义了一种特殊的参考系惯性参考系基本的惯性系：固定在地面上的参考系各惯性系之间没有加速运动惯性和物质的惯性质量成正比ch2§2-2质量动量和动量守恒定律一、一个理想实验---两质点间的相互作用v1v1’v2v2’四点结论ch2二

4、、惯性质量（mass）惯性质量千克原器三、动量（momentum）动量守恒定律反映质点惯性的大小1.动量单位：kg·m/sch22.动量守恒定律（ConservationofMomentum）一系统由两个质点组成，如果这两个质点只受到它们之间的相互作用（孤立系），则这系统的总动量保持恒定，即3.动量守恒定律的普适性中微子的发现1930年，美籍奥地利科学家泡利预言中微子的存在。1956年，美国莱因斯和柯温在实验中直接观测到中微子，莱因斯获1995年诺贝尔奖。沃尔夫冈·泡利（1900～1958）ch2pvpeprαθ①选好系统电子－中微子－剩余原子核②判断守恒条件③确定初末态

5、动量④建立坐标系求解⑤讨论[例题2.1]求β衰变中原子核剩余部分的反冲动量的大小和方向中微子有大量谜团尚未解开。首先它的质量尚未直接测到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己还是另外一种粒子；第三，中微子振荡还有两个参数未测到，而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四，它有没有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。ch2§2-3力冲量和动量定理一、力的定义牛顿第三定律动量守恒一般写作牛顿第三定律相互作用（力）的量度：在单位时间内传递的动量（1）几个基本概念：系统外界内力外力ch2二、力的叠加原理质点系动量守恒的条件1.力

6、的叠加原理每个质点i所受到的力Fi，等于所有其他质点j对它的作用力Fij的矢量和，即2.质点系动量守恒的条件（2）质点系动量定理的微分形式ch2如果系统所受到的合外力为零，则系统的动量守恒（3）质点系动量守恒的条件三、牛顿第二定律质点的动力学方程若选择的系统只包含一个质点，在非相对论情况下ch2四、冲量和动量定理积分形式微分形式冲量平均冲击力动量定理：一段时间内质点动量的增量，等于在此时间间隔内作用在该质点上的冲量。ch2[例题2.2]火箭运动的基本原理①选好系统火箭②分析受力，判断守恒条件忽略重力和空气阻力③建立坐标系④确定初末态动量mv⑤求解讨论ch2“长征”3号甲火

7、箭全长52.52米，是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，第三级为液氢液氧燃料。第三级直径3米，推进剂17.6吨。整个起飞重量240吨，起飞推力300吨，同步转移轨道的运载能力26吨，是中国目前高轨道上运载能力最大的火箭，具有一箭多星和适应多种轨道卫星发射要求的能力。ch2[例题2.3]重锤从高度h=1.5m处自由下落，与工件碰撞后的末速度为零，求平均冲击力与重力的比值①选好系统重锤②判断受力受重力和工件给的冲击力③确定初末态动量mv0④建立坐标系求解⑤讨论Fmg本章习题：2–1，2，5，9，10，11，14，17，19，2