第二章 动量和能量守恒定律.ppt

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1、第二章动量守恒定律和能量守恒定律从某种意义上讲，守恒定律更重要。前面我们研究了力的瞬时作用规律，但物体运动状态的改变往往都要经过一定的时间和空间，并且随着经历的时间长短和空间长度的不同，力的作用效果不同。为此本节研究：1）从力对空间的积累作用出发，引入功、能的概念——能量守恒定律2）从力对时间的积累作用出发，引入动量、冲量的概念——动量守恒定律内容联系与线索第二章动量和能量守恒定律自然界的一切过程都遵守守恒定律。若有违反，可能孕育着未被认识的事物——守恒定律是寻找和发现新事物的理论依据。凡违背守恒定律的过程都不能

2、实现——守恒定律是判断一个过程能否实现的判据。守恒定律是解决实际问题的有力工具。如光与原子的作用，过程的细节相当杂，但可利用守恒定律加以研究。第二章动量和能量守恒定律教学要求1.理解动量、冲量的概念；2.掌握动量定理和动量守恒定律，并能熟练应用它们解决有关力学问题；3.理解功、能的概念，明确它们的区别与联系，会计算变力的功；4.了解保守力的概念，掌握保守力作功的特点；5.熟练掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律。第二章动量和能量守恒定律2-1质点和质点系的动量定理由牛顿第二定律一、冲量、动量和质点的动量定理对上

3、式积分得时间内，力的积累：描述力对时间的累积效应冲量impulsem1.冲量和动量impulse＆Momentum第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理即：在给定时间间隔内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量。2.动量定理TheoremofMomentum物理意义：过程量与状态量的关系动量是描述一定运动状态下物体“运动量”的概念，比速度更能全面、确切地反映物体的运动状态，为状态量。冲量是过程量,反映力的时间累积效应。第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理质点动量定理:质点所受合外力的冲量

4、等于质点动量的增量.清晨,鸟语花香,迈步林荫道,一树叶落下,你是什么态度呢?毫不在意,漫不经心.好不悠闲！动量是物体运动量大小的量度3.关于动量和冲量的讨论第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理为什么态度却如此不同呢？如果是一铅球飞来,又是什么态度呢?急忙躲闪,生怕打着自已的脑袋!前者是跚跚而来，既轻且慢。而另者是迅速而来，既重又快。或者说人们对于物体的运动量都有极其明白的计算。物体的运动量是由物体的质量和速度决定的。用P=MV来描述是科学的。第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理质点动量的改变量决定

5、于所受合外力的冲量动量的改变决定于力的大小及作用时间。科学地反映这一规律，即定义一个冲量。第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理应用动量定理应注意：A)分量式设一质点受冲力时刻速度时刻速度对于某一方向的冲量只改变该方向的动量第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理B）实际中常用到平均冲力的概念定义：在相同时间内，若有一恒力的冲量与一变力的冲量相等。则这一个恒力称为这一变力的平均冲力。即当恒力与变力满足：动量定理变为：则定义平均冲力tFt1t2碰撞、打击问题C）动量定理适用于质点在惯性系中的各种力学过程。第

6、二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理[例题1]一质量为0.2kg的皮球，向地板落下，以8m/s的速率与地板相碰，并以近似相同的速率弹回，接触时间为10-3s,求∶(1)地板对球的平均作用力；(2)比较冲力的冲量和重力的冲量。解∶(1)取地板为参考系，y轴向上为正，由得(2)在计算时F应为合外力，除冲力外还有重力，在(1)计算中忽略了重力。若考虑重力，则应有∶求冲力的步骤：1。选物体，分析力2。确定物体的始末状态，列矢量方程3。用解析或几何方法解方程4。用牛顿定律求出待求的力[例题2]已知：一小球与墙发生碰撞，

7、小球质量为求：解：以球为研究对象，设墙对球的平均作用力为F，由动量定理得：建立图示坐标系，将上式沿x轴和y轴分解：由图知：碰前小球速度为碰后为因而：故：由牛顿第三定律，球对墙的作用力和Fy大小相等，方向相反另解（几何法）由图知：二、质点系动量定理TheoremofMomentumofParticleSystem1.两个质点组成的质点系12(1)+(2)得:第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理2.由n个质点组成的质点系或作用于系统合外力的冲量等于系统动量的增量——质点系的动量定理。第二章动量和能量守恒定律——

8、2.1动量定理1）只有外力对系统动量的增量有贡献；3.质点系动量定理的微分形式2）系统内力不改变系统总动量，但可改变系统内各质点的动量。4.注意第二章动量和能量守恒定律——2.1动量定理解：以提起部分为研究对象，t时刻，绳子提起端坐标为y，其速率为v，系统总动量为：例2-1一长度为l、密度均匀的柔软的绳子，其单位长度的质量为，将其卷成一堆放在地面上，若手握其一端，以匀速