高二物理競賽第2章動(dòng)量守恒課件

第二章動(dòng)量守恒2.1慣性2.2動(dòng)量守恒定律2.3力沖量動(dòng)量定理2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用

在中學(xué)基礎(chǔ)上增加了變力與任意路徑問題和多質(zhì)點(diǎn)問題。2.1慣性一、慣性定律亞里士多德論斷凡運(yùn)動(dòng)著的事物必然都有推動(dòng)者在推動(dòng)著它的運(yùn)動(dòng)。伽利略論斷伽利略斜面實(shí)驗(yàn)當(dāng)小球沿光滑的水平面滾動(dòng)時(shí),球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去.牛頓根據(jù)伽利略的正確結(jié)論總結(jié)成慣性定律.慣性定律（牛頓第一定律）任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。直到受到其他物體作用的力迫使改變這種狀態(tài)為止。慣性力---物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)---其他物體的作用另一表述：自由粒子永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。二、慣性參考系慣性系——牛頓定律嚴(yán)格成立的參考系。非慣性系——牛頓定律不嚴(yán)格成立的參考系。*地面參考系是近似的慣性系!慣性系是相對(duì)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系相對(duì)于慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系也為慣性系。2.2動(dòng)量守恒定律一、兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用假設(shè)一理想實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)只受它們之間相互作用的影響，與宇宙中其它物質(zhì)隔絕，則有圖示的運(yùn)動(dòng)軌跡兩質(zhì)點(diǎn)的速度變化為.......可得結(jié)論:即:2、.二、動(dòng)量動(dòng)量守恒定律動(dòng)量動(dòng)量守恒由任意個(gè)質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的孤立系統(tǒng)，動(dòng)量守恒定律也成立：說明：（1）動(dòng)量守恒條件：系統(tǒng)與外界沒有相互作用。實(shí)際問題中，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用遠(yuǎn)大于外界的作用或外界的作用可以抵消時(shí)，可認(rèn)為動(dòng)量守恒。（如：碰撞、爆炸等）（2）動(dòng)量守恒是矢量守恒。總動(dòng)量守恒，分動(dòng)量也守恒?？倓?dòng)量不變，但各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量仍可能不斷變化。動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)中最重要、最普遍的規(guī)律之一，它不僅適合宏觀物體，同樣也適合微觀物體。2.3力沖量動(dòng)量定理即t時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)1獲得的動(dòng)量等于質(zhì)點(diǎn)2失去的動(dòng)量。一、力的定義即任意時(shí)刻，構(gòu)成孤立系統(tǒng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量變化率大小相等、反向相反。定義：質(zhì)點(diǎn)2作用于質(zhì)點(diǎn)1的力質(zhì)點(diǎn)1作用于質(zhì)點(diǎn)2的力牛頓運(yùn)動(dòng)第三定律表示單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)2傳遞給質(zhì)點(diǎn)1的動(dòng)量表示單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)1傳遞給質(zhì)點(diǎn)2的動(dòng)量二、力的疊加原理在質(zhì)點(diǎn)系中：第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)增加的動(dòng)量是所有其它質(zhì)點(diǎn)傳遞給它的動(dòng)量的矢量和。

即每個(gè)質(zhì)點(diǎn)i受到的力等于其它質(zhì)點(diǎn)對(duì)它的作用力的矢量和,稱為力的疊加原理.三、牛頓第二定律

即質(zhì)點(diǎn)所受的合外力等于其質(zhì)量與加速度的乘積。該式稱為牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律。為質(zhì)點(diǎn)的加速度四、沖量動(dòng)量定理稱為在該時(shí)間間隔內(nèi)作用在質(zhì)點(diǎn)上的沖量動(dòng)量定理動(dòng)量定理的微分形式動(dòng)量定理的積分形式對(duì)于不同的慣性系,動(dòng)量定理具有不變性作用時(shí)間很短,作用力很大的力,稱沖擊力。沖擊力平均沖擊力——變化很快，難以測量——與沖力有相等的沖量例、用棒打擊一質(zhì)量0.30kg速率為20m·S-1的水平飛來的球，球飛到豎直上方10m的高度，求棒給予球的沖量為多少？設(shè)球與棒的接觸時(shí)間為0.02s，求球受到的平均沖力？

解：重力<<沖力，略去不計(jì)。建立坐標(biāo)五、質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒有:而,

習(xí)題集p5計(jì)算題2、一個(gè)質(zhì)量為M的四分之一圓弧形槽的大物體，半徑為R，停在光滑的水平面上，另一質(zhì)量為m的物體，自圓弧槽的頂端由靜止下滑（如圖所示）。求當(dāng)小物體m滑到弧底時(shí)，大物體在水平面上移動(dòng)的距離為多少？解:由于m;M組成的系統(tǒng)：所以水平（x）方向動(dòng)量守恒設(shè)t時(shí)刻M;m的速度沿x軸的分量分別為：即

和，則有：...在整個(gè)m下滑過程中：

M沿水平方向移動(dòng)的距離為：(1)(2)任何物體只要沒有外力改變它的狀態(tài)，該物體便永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

在受到外力的作用時(shí)，物體所獲得的加速度的大小與外力矢量和的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表述第一定律(慣性定律)：第二定律（加速度定律）：2.4牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用第三定律（作用與反作用定律）：兩物體1和2相互作用時(shí),作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一直線上。用數(shù)學(xué)式可表述為：適用范圍：慣性系下的宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)已知運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，求物體所受的力。二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1.解題方法隔離物體（選研究對(duì)象，采用隔離法）具體分析（分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力）選定坐標(biāo)（參考系，坐標(biāo)系，正方向）列方程，列分量式求解，討論2.解決的問題已知物體受力，求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；自然界中常見的力（補(bǔ)充）1.重力2.彈性力遵守胡克定律張力——繩子受到拉伸時(shí)內(nèi)部出現(xiàn)的力，用T表示，方向與繩子在該點(diǎn)的切線平行。支持力——方向與支持面垂直，指向法線方向。理想繩各點(diǎn)的張力處處相等3.摩擦力靜摩擦力fs滑動(dòng)摩擦力f

例、如圖所示，一質(zhì)量為M的木塊A放置在光滑的水平面上，A上放置另一質(zhì)量為m的木塊B，已知A