物理 教学课件 作者 王英杰 邹彬 第3章.ppt

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1、物理第三章动量把物体的质量m和速度v的乘积称为动量(momentum)，用符号p表示动量是描述物体机械运动状态的物理量。动量是矢量，它的方向和物体的速度方向相同。动量的单位是千克·米/秒，国际符号是kg·m/s。第一节　动量　冲量　动量定理冲量物体运动状态的变化与作用在物体上的力及力作用的时间两个因素有关。我们把力F和力的作用时间t的乘积称为冲量(impulse)，用符号I表示。冲量是矢量，它的方向由力的方向决定。如果在力的作用时间内，力的方向不变时，则冲量的方向不变，且与这个力的方向相同。冲量的单位是牛·秒，国际符号是N·s。动量定理研究了动量和冲量的概念后，我们

2、再看看它们之间是否存在一定的关系，让我们从牛顿第二定律开始：将加速度公式a=vt-v0t代入上式得等式两边同乘以t得F合t=mvt-mv0(3-3)通过代数运算我们看到公式的左端是合外力F合在时间t内的冲量，右端的mvt为物体的末动量，而mv0为物体的初动量，(mvt-mv0)就是物体动量的改变量，通过该式我们看到了动量与冲量之间的关系即：图3-1例3-1图在一段时间内，物体动量的改变量等于在这段时间内，作用在物体上合外力的冲量，这个结论称为动量定理(theoremofmomentum)。例3-1如图3-1所示，投手投出的棒球以20m/s速度飞向击球员，该球被球棒击

3、中后以40m/s的速度反向运动，球和棒的接触时间为10－3s，球的质量是0.15kg，计算球在碰撞期间所受的冲量和平均力？解取棒球的初速度方向为正方向，则棒球的初动量mv0=0.15kg×20m/s=3kg·m/s末动量mvt=0.15kg×(-40)m/s=-6kg·m/sFt=mvt–mv0则冲量Ft=-6kg·m/s-3kg·m/s=-9kg·m/s其中“-”号表示冲量的方向与初速度方向相反。平均力F=mvt-mv0t=-90.001N=-9×103N其中“-”号表示平均力与初速度方向相反。答球在碰撞期间所受的冲量是-9kg·m/s,平均力是-9×103N。例

4、3-2　质量为10g的子弹，水平速度为820m/s，射穿木块后速度仍为原来的方向，数值减为720m/s，子弹在木板中运动的时间是2×10－4s，求木板对子弹的平均阻力。解　设子弹的初速度方向为正方向第二节　动量守恒定律根据牛顿第三定律根据动量定理例3-3　以1000m/s速度飞行的5g子弹，击中位于无摩擦桌面上的1kg的木块，如果子弹嵌入木块中，它们后来共同运动的速度是多少？解　将子弹和木块看成是一个系统，木块在坚直方向的重力与支持力是平衡力，水平方向上无摩擦，可应用动量守恒来解决，即例3-4　一辆质量为40kg的小车，以2m/s的速度在水平轨道上运动。原坐在车上的

5、质量为60kg的男孩，以相对地面3m/s的水平速度从车后向小车运动相反方向跳下，男孩跳下后小车的速度是多少？解　将小车与人看成是一个系统，可以在忽略小车与地面摩擦的情况下适用动量守恒定律，以小车前进方向为正方向，则人跳下车时速度：v2t=-3m/s小　　结一、基本概念(1)动量　物体的质量m和速度v的乘积称为动量，用符号p表示，p=mv。(2)冲量　力F和力的作用时间t的乘积称为冲量，用符号I表示，I＝Ft。二、动量定理三、动量守恒定律