物理冲量与动量定理.ppt

* * 一 冲量 质点的动量定理 动量 力的累积效应 对 积累 对 积累 §冲量与动量定理 物体的质量与速度的乘积叫做物体的动量 动量是矢量，大小为 mv，方向就是速度的方向； 动量表征了物体的运动状态 单位： kg·m·s-1 t1 F 0 t t2 dt F 冲量 力对时间的积分（矢量） 由牛顿第二定律 方向：速度变化的方向 单位：N·s 说明 冲量是表征力持续作用一段时间的累积效应； 冲量是过程量， 改变物体机械运动状态的原因。 动量定理 在给定的时间内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量 . 说明 冲量的方向不是与动量的方向相同，而是与动量增量的方向相同 动量定理说明质点动量的改变是由外力和外力作用时间两个因素，即冲量决定的 动量定理的分量式 应用： 利用冲力：增大冲力，减小作用时间——冲床 避免冲力：减小冲力，增大作用时间——轮船靠岸时的缓冲 质点系 二 质点系的动量定理 质点系动量定理 作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量. 因为内力 ，故 注意 内力不改变质点系的动量 初始速度 则 推开后速度 且方向相反 则 推开前后系统动量不变 动量定理常应用于碰撞问题 越小，则 越大 . 例如人从高处跳下、飞机与鸟相撞、打桩等碰撞事件中，作用时间很短，冲力很大 . 注意 在 一定时 例 1 一质量为0.05kg、速率为10m·s-1的刚球,以与钢板法线呈45o角的方向撞击在钢板上,并以相同的速率和角度弹回来 .设碰撞时间为0.05s.求在此时间内钢板所受到的平均冲力 . 解 建立如图坐标系, 由动量定理得 方向沿 轴反向 质点系动量定理 若质点系所受的合外力为零 则系统的总动量守恒，即 保持不变 . 动量守恒定律 力的瞬时作用规律 1）系统的动量守恒是指系统的总动量不变，系统内任一物体的动量是可变的, 各物体的动量必相 对于同一惯性参考系 . § 动量守恒定律 3）若某一方向合外力为零, 则此方向动量守恒 . 4） 动量守恒定律只在惯性参考系中成立, 是自然界最普遍，最基本的定律之一 . 2）守恒条件 合外力为零 当 时，可 略去外力的作用, 近似地认为系统动量守恒 . 例如在碰撞, 打击, 爆炸等问题中. 例 1 设有一静止的原子核,衰变辐射出一个电子和一个中微子后成为一个新的原子核. 已知电子和中微子的运动方向互相垂直,且电子动量为1.2?10-22 kg·m·s-1,中微子的动量为6.4?10-23 kg·m·s-1 . 问新的原子核的动量 的值和方向如何? 解 即 ? ? 恒矢量 又因为 代入数据计算得 系统动量守恒 , 即 ? ?