高二物理競賽動量定理 動量守恒定律課件

第二章運(yùn)動的守恒量和守恒定律§2-2

動量定理動量守恒定律2目錄第一章力和運(yùn)動第二章運(yùn)動的守恒量和守恒定律第三章剛體和流體的運(yùn)動第四章相對論基礎(chǔ)第五章氣體動理論第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第七章靜止電荷的電場第八章恒定電流的磁場第九章電磁感應(yīng)電磁場理論§2-1質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力和外力質(zhì)心質(zhì)心運(yùn)動定理§2-2

動量定理動量守恒定律§2-3

功動能動能定理§2-4

保守力成對力的功勢能§2-5質(zhì)點(diǎn)系的功能原理機(jī)械能守恒定律§2-6碰撞§2-7質(zhì)點(diǎn)的角動量和角動量守恒定律§2-8對稱性和守恒定律3牛頓第二定律積分形式牛頓定律是瞬時的規(guī)律。但在有些問題中，如：碰撞（宏觀）、散射（微觀）…

我們往往只關(guān)心過程中力的效果，

即只關(guān)心始末態(tài)間的關(guān)系，對過程的細(xì)節(jié)不感興趣；而有些問題我們甚至尚弄不清楚過程的細(xì)節(jié)。改變質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài)需要有力的作用，還需要一個過程。作為一個過程，我們關(guān)心的是力對時間和空間的積累效應(yīng)。

力在時間上積累：平動→沖量，改變動量

轉(zhuǎn)動→

沖量矩，改變角動量

力在空間上積累：力做功，改變動能力與運(yùn)動的瞬時關(guān)系

力與運(yùn)動的過程關(guān)系動量定理動能定理4動量質(zhì)點(diǎn)動量

(Momentum)：質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與其速度的乘積。（不關(guān)心a，而關(guān)心v）

[kg·m/s]質(zhì)量大的難于停止速度大的難于停止

5沖量力的沖量

(Impulse)作用于質(zhì)點(diǎn)的力與其作用時間的乘積。沖量、力屬于物體間的機(jī)械作用量。力：物體之間的相互（機(jī)械）作用。力的3要素：大小、方向、作用點(diǎn)。（作用效果）沖量4要素：大小、方向、作用點(diǎn)、時間。沖量表示：力在一段時間內(nèi)的累積效應(yīng)。沖量不是瞬時值，是力的作用在一定時間內(nèi)的累積值.沖量I

等于一段時間內(nèi)所有微分(元)沖量Fdt的矢量和。[N·s]

6①動量定理(theoremofmomentum)分量形式：積分形式：微分形式：從平動方面描述了物體機(jī)械運(yùn)動傳遞的規(guī)律。反映了機(jī)械運(yùn)動量(動量)的變化與作用量(力或沖量)之間的定量關(guān)系。建立了：速度、力、時間3者之間的關(guān)系.加速跑

物體在運(yùn)動過程中所受合外力的沖量=該物體動量的增量。7思考題用線將球掛起來，球下系一同樣的細(xì)線，拉球下細(xì)線，逐漸加大力量，

哪段細(xì)線先斷？

如用較大力量突然拉球下細(xì)線，

哪段細(xì)線先斷？上面的線下面的線8動量定理的應(yīng)用（1）不涉及質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過程，只考慮運(yùn)動始末瞬時的動量變化

和此時間間隔內(nèi)的沖量——簡化問題。通常只有當(dāng):力是常力、力是時間的函數(shù)時，應(yīng)用動量定理求速度變化才方便。帆船能逆風(fēng)行駛

9動量定理的應(yīng)用（2）平均沖力在碰撞、沖擊中：10動量定理的應(yīng)用（3）變質(zhì)量物體運(yùn)動方程

由動量定理：11動量定理的應(yīng)用（3）變質(zhì)量物體運(yùn)動方程討論：

質(zhì)點(diǎn)動量定理牛頓第二定律

教材：例題2-212

hGN解法一：自由落體，錘剛接觸工件時速度分析??例題2-213hGN解法二：錘自由落下h高度的時間為t動量定理:質(zhì)量M=3t

的重錘，從高度h=1.5m處自由落到受鍛壓的工件上，工件發(fā)生變形。如果作用的時間:(1)τ=0.1s,(2)

τ

=0.01s。求：錘對工件的平均沖力。動量定理不僅用于錘與工件接觸的短暫時間，也可用于鍛壓時的整個過程。14例題2-3

MAT1T2G2G1mmMBy解:(1)正好繩子拉緊時A的速度A:B:動量定理：BAh例題2-315解:(2)

繩子拉緊后B的加速度(A,B共同運(yùn)動)牛頓第二定律：MAT1T2G2G1mmMBayah

例題2-416

AB300150v1v2300150mv1mv2(mv)17*②例題2-5

0yLhL-l解：地面所受鏈條作用力變質(zhì)量物體運(yùn)動方程：18質(zhì)點(diǎn)系的動量定理（積分形式）質(zhì)點(diǎn)系的動量定理作用于質(zhì)點(diǎn)系的所有外力沖量的矢量和=質(zhì)點(diǎn)系動量的改變19③質(zhì)點(diǎn)系的動量守恒定律表明了機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)移過程：系統(tǒng)中一物體獲得動量的同時，

另一物體必然失去一份相等的動量。質(zhì)點(diǎn)系中，各質(zhì)點(diǎn)的動量不一定守恒，

∵各質(zhì)點(diǎn)受力不一定都等于零。在宏觀和微觀領(lǐng)域、低速和高速范圍均適用。如果系統(tǒng)所受到的外力之和為0，則系統(tǒng)的總動量保持不變。

20動量守恒定律的應(yīng)用（1）反沖現(xiàn)象炮身與炮彈（2）反推運(yùn)動噴氣式飛機(jī)或火箭不論在有空氣還是沒空氣的空間中均可以飛行。說明：

內(nèi)力雖然不能改變整個質(zhì)點(diǎn)系的動量，

卻能改變系統(tǒng)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的動量。21例題

解：因不計摩擦，兩車系統(tǒng)在水平方向上不受外力：動量守恒第一輛小車碰撞后損失的動量：第二輛小車碰撞后獲得的動量：動量概念的物理本質(zhì)：機(jī)械運(yùn)動從一物體傳遞給另一物體。動量是機(jī)械運(yùn)動強(qiáng)弱的度量。22思考題

不守恒守恒守恒不守恒23例題2-6

解：炮車和炮彈看成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)的總動量不守恒，但水平方向守恒速度變換定理：動量守恒定理：24例題2-7

m3v3m2v2m1v1解：物體的動量原等于零，炸裂時爆炸力是物體內(nèi)力，它遠(yuǎn)大于重力，故在爆炸中，可認(rèn)為動量守恒。

25質(zhì)心運(yùn)動守恒定律質(zhì)心運(yùn)動守恒定律：如果作用在質(zhì)點(diǎn)系的所有外力的矢量和為0，

則該質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心作勻速直線運(yùn)動。如果開始時質(zhì)心靜止，則以后仍然靜止。26

例題2-8

解：把兩個小孩和繩看作一個系統(tǒng)，水平方向不受外力，此方向動量守恒在相遇時，x1=x2=xc，于是有27*④火箭飛行原理火箭:一種利用燃料燃燒后噴出的氣體產(chǎn)生的反沖推力飛行的裝置。

假設(shè)：火箭在不受外力或空氣阻力等任何外力的影響，即在自由空間飛行。

由動量守恒定律

28火箭飛行原理

噴氣速度大，火箭速度大；

火箭的質(zhì)量比大，火箭速度大。單級火箭的質(zhì)量比為15，理想速度為：11km/s，實(shí)際速度為：7km/s小于第一宇宙速度（7.9km/s）第一宇宙速度V1=7.91千米/秒第二宇宙速度V2=11.18千米/秒第三宇宙速度V3=16.70千米/秒29火箭資料長征1號(70年)長征2號(72年)長征3號(84年)三級火箭全長29.45米最大直徑2.25米起飛重量81.6噸起飛推力112噸兩級火箭全長31.65米最大直徑3.35米起飛重量1