《第三章牛顿定律动量规律..ppt

淮阴师范学院物理系 力学--3--51 第三章 动量．牛顿运动定律 动量守恒定律 §3.1 牛顿第一定律和惯性参考系 四、几点说明和注意 1、在现实世界中，孤立质点可理解为质点虽受外界作用，但外界作用相互抵消 2、任何物体都具有惯性,牛顿第一定律又叫惯性定律。 3、当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态,即其他物体的作用是物体改变运动状态的原因。 4、牛顿第一定律也称惯性定律，它是理想化抽象思维的产物，不能用实验严格验证；此定律的成立条件：惯性系，质点 5、某参考系是否可看作惯性系，只能根据观察和实验来确定 6、相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系 §3.2 惯性质量和动量 一、物体的质量概念 二、动量．动量变化率和力 你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将像先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾，虽然水滴在空中时，船已行驶了很多柞。鱼在水中游向水碗前部所用的力，不比游向水碗后部来的大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇将继续随便地到处飞行，它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离了船的运动，为赶上船的运动而显得累的样子。……” 摘自伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》 东汉《尚书志·考灵曜》：“地恒动不止而人不知,譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。” §3.3 主动力与被动力 一、力的种类 ⒈重力和重量 3、库仑力和洛仑兹力 三、被动力 1、绳子的张力 绳子长度的微小变化可以忽略，但因微小形变而产生的张力不能忽略 如果绳子是柔软的，质量可忽略不计，则绳内各处张力大小相等，方向沿绳子切线方向 2、压力和支撑力 互相挤压的接触面间互施的弹性力叫压力，方向与接触面垂直（在中学，为强调垂直，称为正压力 ） 在一般情况下，支撑力是压力与摩擦力的合力 3、摩擦力 §3.4 牛顿运动定律的应用 牛顿力学的基本问题和解题关键 1、牛顿力学的基本问题 基本武器： 恒力作用下的直线运动问题 例5：如图所示，绳与圆柱体在弧段上紧密接触，且无相对滑动，AB弧对应的圆心角θ叫包角，FT0,FT分别表示A点、B点绳的张力，绳的质量不计，摩擦系数为μ0，若FT0已知，FT有多大？ §3.5 非惯性系中的力学 例1：杂技演员站在沿倾角为α的斜面下滑的小车上，他以速率v0垂直斜面上抛一个红球，经t0时间后，又以同一速度上抛一个绿球，忽略摩擦，不计空气阻力，问两球何时相遇？ 二、匀速转动参考系中的惯性力 结论：对于匀速转动参考系应用牛顿运动定律，除了考虑牛顿力外，还必须考虑质点所受的离心惯性力 和科氏惯性力 §3.6 用冲量表述的动量定理 二、质点动量定理 例题 气体分子对器壁的碰撞：分子质量为m, 入射速度v，方向与器壁法线成60°，反射后速度大小不变，方向与法线另一侧成60°,求气体分子作用于器壁的冲量。 §3.7 质点系动量定理和质心运动定理 例1：火箭沿直线匀速飞行，喷出的气体密度为ρ，喷口截面积为s，喷气相对火箭速度为v，求火箭所受推力。 解：研究对象的选择是解此题的关键。 以火箭为参考系，为惯性系。选图示坐标o-x， 以dt时间内喷出的气体为研究对象：其体积dv = vsdt，质量dm =ρvsdt 喷出前动量可认为是零，喷出后动量： 例2 求传送带装煤时煤对车厢的作用力：传送带即煤的水平速度为v0，带与车厢距离为h，单位时间装煤m0，车静止，不计煤堆高度变化 二、质心运动定理 例1 已知三个质点的质量和位置坐标：m1=1, x1= -1, y1= -2；m2=2, x2= -1, y2=1；m3=3, x3=1, y3=2，求质心位置坐标 xC, yC. 三、质心参考系 一般 ，所以质心系一般不是惯性系。 §3.8 动量守恒定律 质点系动量定理的导数形式: 例1 枪身后坐距离：如图所示，子弹在枪膛内做匀加速运动的时间0.0015s，子弹的质量 m1=7.9×10 –3 kg，枪的质量m2=3.87kg，子弹出膛相对地的速度v1=735m/s，求子弹出膛时，枪身后坐距离。 解：枪、弹系统动量守恒，有 例2 求大炮后坐速率：如图所示，炮车质量m1，炮弹质量m2，出膛时相对炮车速度v2 ，方向与水平成θ角，求炮车后坐速率v1 。 设o系相对惯性系o做加速直线运动,加速度为 一、直线加速参考系中的惯性力 a f* 1、惯性力 x y