動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律

1、大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理1大學(xué)大學(xué)物理物理明確沖量是力對時(shí)間的積累效應(yīng)，掌握動(dòng)量原理，注明確沖量是力對時(shí)間的積累效應(yīng)，掌握動(dòng)量原理，注意動(dòng)量的瞬時(shí)性、矢量性和相對性。意動(dòng)量的瞬時(shí)性、矢量性和相對性。掌握系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律，包括動(dòng)量分量守恒的情況，掌握系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律，包括動(dòng)量分量守恒的情況，會分析動(dòng)量守恒條件，包括當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)的情會分析動(dòng)量守恒條件，包括當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)的情況。況。教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)

2、點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理2大學(xué)大學(xué)物理物理動(dòng)量動(dòng)量 is defined as the product of mass and velocity of the particle. This product is given a special name: Momentum. It is also sometimes called linear momentum(線動(dòng)量）線動(dòng)量） to distinguish（區(qū)別）（區(qū)別） it from a similar quantity called angular momentum（角動(dòng)量）（角動(dòng)量）, to be d

3、iscussed later. VmmVVmP矢量矢量大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理3大學(xué)大學(xué)物理物理From the second law of Newton, we havedtdPdtVmddtVdmP)(3-1)dtPdFThat iswhich is the initial(最初的）最初的） form(形式）形式） of Newtons Second Law when he found it. 大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的

4、動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理4大學(xué)大學(xué)物理物理121221dVmVmPPtFtt(3-2)PddtF Rewrite (3-1) as , and taking time integration（積分積分） from t1to t2, we havetFPdd V V t t大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理5大學(xué)大學(xué)物理物理The quantity at the left side is defined as the impulse（沖（沖量）量） of the force

5、from t1 to t2 , and labeled as , that is IEquation (3-2) becomes1221dVmVmtFItt(3-4)21dtttFI(3-3)沖量定義沖量定義 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理(theorem of momentum)。12PPPIor:單位：牛頓單位：牛頓秒秒(N s)大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理6大學(xué)大學(xué)物理物理The components of (3-4) are xxttxxmVmVtFI12d21yyttyymVmVt

6、FI1221d(3-5)常用來研究碰撞問題常用來研究碰撞問題大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理7大學(xué)大學(xué)物理物理 ttdtttFF(3-6) In Fig.3-1, an impact(沖擊）沖擊） force is illustrated（圖解說明）（圖解說明） roughly（粗略地）（粗略地）. When dealing with such a variable force , it is helpful to introduce an average impulse force ,def

7、ined by F(t)t1t2FFig.3-1which is represented by a straight(直的）直的） line in Fig.3-1.F大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理8大學(xué)大學(xué)物理物理 Using the average force, Theorem of Momentum can be rewritten as121221dVmVmttFtFItt)(3-7)(3-7) 為用平均沖力表示的動(dòng)量原理。為用平均沖力表示的動(dòng)量原理。(3-8)From Eq.(3-7

8、), we have大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理9大學(xué)大學(xué)物理物理由（由（3-8）式可知，引起相同的動(dòng)量改變，相互作用時(shí)間）式可知，引起相同的動(dòng)量改變，相互作用時(shí)間愈短，平均沖力愈大。愈短，平均沖力愈大。The component forms of equation (3-7) are as followsxxxttxxmVmVttFtFI1212d21)(yyyttyymVmVttFtFI1212d21)(（3-7）分量式分量式大學(xué)大學(xué)物理物理第三章第三章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理大學(xué)大學(xué)物理物理10大學(xué)大學(xué)物理物理Example 3-1:Example 3-1:如圖，兩質(zhì)量分別為如圖，兩質(zhì)量分別為m mA A和和 m mB B木塊并排放木塊并排放置在光滑的水平面上，一子彈水平地穿過兩木塊，設(shè)子置在光滑的水平面上，一子彈水平地穿過兩木塊，設(shè)子彈穿過兩木塊所用的時(shí)間分別為彈穿過兩木塊所用的時(shí)間分別為t tA A和和 t tB B，木塊對子彈，木塊對子彈的阻力為恒力的阻力為恒力F F，求子彈穿出后兩木塊的速度大小。，求子彈穿出后兩