2021-2022學年高二物理競賽課件：動量定理和動量守恒定律

1、動量定理和動量守恒定律2.5 動量定理 動量守恒定律一.動量（Momentum）二.沖量（Impulse）定義：力的作用對時間的積累，方向：速度變化的方向單位：牛頓.秒(Ns)由牛頓第二定律：描述質點運動狀態(tài)，是矢量，方向與速度相同。單位：千克.米/秒 (kg.m/s)定義： 當作用在物體上的外力變化很快時，計算物體受到的沖量比較困難，但外力作用在物體上一段時間后會改變物體的運動狀態(tài)，質點的動量定理建立起過程量沖量與狀態(tài)量動量之間的關系。恒力的沖量：變力的沖量：動量與沖量的區(qū)別：. 動量是狀態(tài)量； 沖量是過程量. 動量方向為物體運動速度的方向；沖量方向為速度變化的方向。三、質點的動量定理 （T

2、heorem of Momentum of a Particle）在 時間內，質點速度從(1)(1)式兩邊積分mm對一質點，若在 的作用下質點動量定理: 質點所受合外力的沖量,等于質點動量的增量.質點動量的改變量決定于所受合外力的沖量. 力的沖量即動量的改變量，決定于力對時間的積累，對于相同的動量改變量，可以通過延長作用時間來減小受力， 這道理很多籃球運動員都知道。 說明:動量 是物體運動量大小的量度.應用該定理應注意：實際中常用分量式：對于上式說明：某一方向的沖量只改變該方向的動量.思考：1. 懸掛于天花板上質量為m的小球, 當用力拉其下方的繩時, 上下兩處的繩誰先斷？（1）慢拉（2）快拉m

3、F2. 若研究對象不止一個質點，情況如何？四、質點系的動量定理設有質點系m1、m2、m3，.處理方法：隔離物體，先對每一個質點應用動量定理，然后再對它們取和。對質點系中第 i 個質點應用動量定理，有：將上式對所有質點求和，得：（Theorem of Momentum of Particle System）因為時間相同，有：把作用力分為外力和內力，則： 由于內力總是成對出現的，質點系內部作用力和反作用力有相同的作用時間，作用力沖量與反作用力沖量之和為零。為系統(tǒng)的總動量 質點系的動量定理：合外力的沖量等于質點系總動量的增量。強調：內力可引起系統(tǒng)內質點間的動量傳遞，但不能改變系統(tǒng)的總動量，只有外力可

4、改變系統(tǒng)的總動量。動量定理的微分形式：質點系的牛頓運動方程若質點系所受合外力為零，則質點系的總動量保持不變。證明：五、動量守恒定律（Law of Conservation of Momentum）由質點系的動量定理：當時：注意： 1）適用條件： 慣性系2）常用分量式：即：如果某方向所受的合外力為零， 則該方向的動量守恒。1 . 質點系受合外力為 0，每個質點的動量可能變化，系統(tǒng)內的動量可以相互轉移，但它們的總和保持不變。2. 若合外力不為 0，但在某個方向上合外力分量為0，則在該方向上動量守恒。明確幾點：3.自然界中不受外力的物體是沒有的，但如果系統(tǒng)的內力外力，可近似認為動量守恒。在碰撞、打擊、爆炸等相互作用時間極短的過程中，往