大学物理1CH42.pptx

14.3 动量定理动量定理一、质点的动量定理质点的动量定理1.微分形式微分形式2.积分形式积分形式*质点所受合力的冲量等于质点动量的增量质点所受合力的冲量等于质点动量的增量2分量式分量式Ot冲量和平均冲力冲量和平均冲力冲量冲量 是是 对时间的累积效应，其效果在于改变物对时间的累积效应，其效果在于改变物体的动量。体的动量。3二、二、质点系动量定理质点系动量定理1.微分形式：微分形式：2.积分形式：积分形式：质点系所受外力矢量和的冲量等于质点系总动量的增量质点系所受外力矢量和的冲量等于质点系总动量的增量分量式：分量式：注意：注意：质点系总动量的变化与内力质点系总动量的变化与内力的冲量无关。的冲量无关。4 2005年年7月月4日日，美美国国发发射射的的“深深度度撞撞击击”号号 （Deep Impact）探探测测器器携携带带的的重重372千千克克的的铜铜头头“炮炮弹弹”，将将以以每每小小时时3.7万万公公里里的的速速度度与与坦坦普普尔尔一一号号彗彗星（星（TEMPEL1）的彗核相撞。）的彗核相撞。“炮轰炮轰”彗星彗星 据据推推算算，撞撞击击的的强强度度相相当当于于4.5吨吨TNT炸炸药药造造成成的的巨巨大大爆爆炸炸，它它将将会会在在彗彗核核表表面面撞撞出出一一个个约约有有足足球球场场大大小小和和14层层楼楼深深的的凹凹洞洞。而而撞撞击击溅溅射射出出的的大大量量彗彗星星尘尘埃埃和和气气体体又又将将使使坦坦普普尔尔一一号号彗彗星星熠熠熠熠生生辉辉，人人们们有有可可能能通通过小型天文望远镜目睹这一史无前例的奇异天象过小型天文望远镜目睹这一史无前例的奇异天象。5 科科学学家家认认为为，彗彗星星含含有有太太阳阳系系形形成成早早期期的的冰冰冻冻残残留留物物。他他们们希希望望深深入入彗彗星星内内部部的的研研究究将将使使他他们们能能够够了了解解太太阳阳系系形形成成早早期期40多多亿亿年年前前的的情情况况，并并加加深深对对太太阳阳系系起源的进一步了解。起源的进一步了解。天天文文学学家家们们将将组组织织一一场场国国际际规规模模的的观观测测，以以期期尽尽可可能能多多地地收收集集这这次次撞撞击击的的情情况况。美美国国宇宇航航局局还还计计划划调调整整哈哈勃勃、斯斯皮皮策策和和钱钱德德拉拉太太空空望望远远镜镜，在在撞撞击击时时和和撞撞击击后锁定后锁定“坦普尔一号坦普尔一号”进行观测。进行观测。美美国国科科学学家家一一再再强强调调，这这次次撞撞击击不不会会摧摧毁毁彗彗星星或或使使彗星偏离其运行轨道进而撞击地球。彗星偏离其运行轨道进而撞击地球。64.5 动量守恒定律动量守恒定律一、动量守恒定律一、动量守恒定律由质点系动量定理：由质点系动量定理：当质点系所受外力的矢量和当质点系所受外力的矢量和 时，质点系时，质点系动量的时间变化率为零动量的时间变化率为零 。即当质点系所受外力即当质点系所受外力矢量和为零时，质点系的总动量不随时间变化。矢量和为零时，质点系的总动量不随时间变化。孤立系统的总动量不随时间变化。孤立系统的总动量不随时间变化。不受外力作用且总质量不变的系统。不受外力作用且总质量不变的系统。孤立系统的质心作匀速直线运动孤立系统的质心作匀速直线运动恒矢量时当外=cvMpFrrr07动量守恒定律动量守恒定律3、外力、外力m。最初。最初M静止在桌上，抬高静止在桌上，抬高m使绳处使绳处于松弛状态。当于松弛状态。当m自由下落距离自由下落距离h后，绳才被拉紧，求后，绳才被拉紧，求此时两物体的速率此时两物体的速率v和和M所能上升的最大高度所能上升的最大高度(不计滑不计滑轮和绳的质量、轴承摩擦及绳的伸长轮和绳的质量、轴承摩擦及绳的伸长)。13设平均冲力大小为设平均冲力大小为 ，取向上为正方向，取向上为正方向+绳拉紧时冲力很大，轮轴反作用力绳拉紧时冲力很大，轮轴反作用力不能忽略不能忽略，系统动量不守恒，系统动量不守恒，应应分别对它们用动量定理；分别对它们用动量定理；14+忽略重力，则有忽略重力，则有作业中类似问题：作业中类似问题：15+与与 有大小相等，方向相反的加速度有大小相等，方向相反的加速度 设绳拉力为设绳拉力为 ，画出，画出 与与 的受力图的受力图 第二第二+由牛顿运动定律由牛顿运动定律解得解得 上升的最大高度为上升的最大高度为16例题：教材例题：教材85页页 4-7求：求：已知已知请自行列方程。请自行列方程。17解解1：对不对？对不对？18物体可能飞离桌面，物体可能飞离桌面，何时飞离？何时飞离？19静摩擦力达到最大值以前与正压静摩擦力达到最大值以前与正压力无关。物体何时开始运动？力无关。物体何时开始运动？则：则：？20通过本题体会存在变力作用时的动量定理应用通过本题体会存在变力作用时的动量定理应用？21实际生活中常常遇到非惯性系中的力学问题实际生活中常常遇到非惯性系中的力学问题在非惯性系中牛顿运动定律不成立在非惯性系中牛顿运动定律不成立甲甲乙乙?运动定律的应用（续）运动定律的应用（续）二二.惯性系中的力学定律惯性系中的力学定律三三.非惯性系中的力学定律非惯性系中的力学定律一一.惯性系和非惯性系惯性系和非惯性系22甲甲乙乙23问题：如何在加速参考系（非惯性系）中借用牛顿定问题：如何在加速参考系（非惯性系）中借用牛顿定律形式研究物体的运动？律形式研究物体的运动？方法：引入惯性力方法：引入惯性力1.加速平动参考系加速平动参考系 以加速度以加速度 相对惯性系相对惯性系 平动非惯性系平动非惯性系 设想其中所有物体都受一虚拟力（惯性力）的作用设想其中所有物体都受一虚拟力（惯性力）的作用大小：大小：物体质量物体质量与非惯性系对惯性系的加速度与非惯性系对惯性系的加速度方向：方向：与与非惯性系对惯性系的加速度方向相反非惯性系对惯性系的加速度方向相反性质：性质：不是真实的力，无施力物体，无反作用力。不是真实的力，无施力物体，无反作用力。24作用：作用：引人惯性力后，在非惯性系中，牛顿第二定律引人惯性力后，在非惯性系中，牛顿第二定律 形式上成立。形式上成立。乙非惯性系中的力学定律：非惯性系中的力学定律：25以以M M为参考系列为参考系列m的运动方程的运动方程：如上讲如上讲例例2以地面为参考系列以地面为参考系列M的运动方程的运动方程xyMQMgxmgNy