第三章 動(dòng)量和能量守恒定律

第三章動(dòng)量和能量守恒定律31第1頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)量動(dòng)量守恒定律質(zhì)量速度動(dòng)量變化率動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)量恒力，質(zhì)點(diǎn)，慣性系變力，質(zhì)點(diǎn)系以動(dòng)量及其守恒定律為主線，從動(dòng)量變化率引入牛頓運(yùn)動(dòng)定律，并在中學(xué)基礎(chǔ)上擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。結(jié)構(gòu)框圖第2頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§3-1質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理一.沖量質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理1.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量量度質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度2.質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的時(shí)間變化率質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的時(shí)間變化率是質(zhì)點(diǎn)所受的合力單位：kgm/s量綱：MLT－1§3-2動(dòng)量守恒定律第3頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.沖量牛頓第二定律的一般形式特例大?。悍较颍核俣茸兓姆较驔_量～力的作用對(duì)時(shí)間的積累，矢量單位：Ns量綱：MLT－1第4頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月F為恒力時(shí)，可以得出I＝F

tF作用時(shí)間很短時(shí)，可用力的平均值來(lái)代替。質(zhì)點(diǎn)所受合外力的沖量，等于該質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的增量。這個(gè)結(jié)論稱為動(dòng)量定理。4.動(dòng)量定理：（將力的作用過(guò)程與效果〔動(dòng)量變化〕聯(lián)系在一起）注意：動(dòng)量為狀態(tài)量，沖量為過(guò)程量。

第5頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)量定理可寫成分量式，即：動(dòng)量的物理意義:由動(dòng)量定理，在相等的沖量作用下，不同質(zhì)量的物體，其速度變化是不相同的，但它們的動(dòng)量的變化卻是一樣的，所以從過(guò)程角度來(lái)看，動(dòng)量比速度能更恰當(dāng)?shù)胤从沉宋矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，一般描述物體作機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)參量，用動(dòng)量比用速度更確切些。動(dòng)量和位矢是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的狀態(tài)參量。第6頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1、質(zhì)量為2.5g的乒乓球以10m/s的速率飛來(lái)，被板推擋后，又以20m/s的速率飛出。設(shè)兩速度在垂直于板面的同一平面內(nèi)，且它們與板面法線的夾角分別為45o和30o，求：（1）乒乓球得到的沖量；（2）若撞擊時(shí)間為0.01s，求板施于球的平均沖力的大小和方向。45o30onv2v1第7頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月45o30onv2v1Oxy解：取擋板和球?yàn)檠芯繉?duì)象，由于作用時(shí)間很短，忽略重力影響。設(shè)擋板對(duì)球的沖力為則有：取坐標(biāo)系，將上式投影，有：第8頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

為I與x方向的夾角。作業(yè)：P943-7第9頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律1、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)系（內(nèi)力、外力）

兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的系統(tǒng)第10頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月n個(gè)質(zhì)點(diǎn)的系統(tǒng)由于內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)的，所以矢量和為零。所以：質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理：積分形式微分形式以和表示系統(tǒng)的合外力和總動(dòng)量，上式可寫為：第11頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、動(dòng)量守恒定律一個(gè)質(zhì)點(diǎn)系所受的合外力為零時(shí)，這一質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量就保持不變。作用于系統(tǒng)的合外力的沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量～質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理動(dòng)量定理可寫成分量式，即：第12頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意：1、動(dòng)量的矢量性：系統(tǒng)的總動(dòng)量不變是指系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和不變，而不是指其中某一個(gè)物體的動(dòng)量不變。系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量可能變化。2、系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件：①系統(tǒng)不受外力；②合外力=0；③內(nèi)力>>外力。在碰撞、打擊、爆炸等相互作用時(shí)間極短的過(guò)程中，內(nèi)力>>外力，可略去外力。3、若系統(tǒng)所受外力的矢量和≠0，但合外力在某個(gè)坐標(biāo)軸上的分矢量為零，動(dòng)量守恒可在某一方向上成立。4、動(dòng)量守恒定律在微觀高速范圍仍適用。5、動(dòng)量守恒定律只適用于慣性系。第13頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1(P94習(xí)題3-12)一炮彈發(fā)射后在其運(yùn)行軌道上的最高點(diǎn)h＝19.6m處炸裂成質(zhì)量相等的兩塊。其中一塊在爆炸后1秒鐘落到爆炸點(diǎn)正下方的地面上，設(shè)此處與發(fā)射點(diǎn)的距離S1＝100米,問(wèn)另一塊落地點(diǎn)與發(fā)射點(diǎn)的距離是多少？（空氣阻力不計(jì)，g=9.8m/s2)解：yhx①第一塊方向豎直向下,其運(yùn)動(dòng)方程為當(dāng)落地時(shí)，有：第14頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③爆炸中系統(tǒng)動(dòng)量守恒②爆炸前，物體作拋體運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)處在最高點(diǎn)處的速度為：其中：第15頁(yè)，