第三章 动量守恒定律和能量守恒定律ch-.pptVIP

* * 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 学时：8 研究内容：力对时间的累积作用和力对空间的累积作用力，即作用于质点或者质点系往往还有一段持续时间，或者持续一段距离。 在这两种累积作用中，质点或质点系的动量、动能或能量将发生变化或转移。 主要内容：质点和质点系的动量定理和动能定理，外力与内力、保守力与非保守力等概念，以及动量守恒定律、机械能守恒定律和能量守恒定律 动量 动量守恒定律 质量 速度 动量 变化率 动量定理 动量守恒定律 牛顿运动定律 动量 恒力，质点，惯性系 变力，质点系 以动量及其守恒定律为主线，从动量变化率引入牛顿运动定律，并在中学基础上扩展其应用范围。 结构框图 §3-1 质点和质点系的动量定理 一. 冲量 质点的动量定理 1. 质点的动量 量度质点机械运动的强度 2. 质点动量的时间变化率 质点动量的时间变化率是质点所受的合力 单位：kgm/s 量纲：MLT－1 §3-2 动量守恒定律 3. 冲量 牛顿第二定律的一般形式 特例 大小： 方向：速度变化的方向 冲量 ～力的作用对时间的积累，矢量 单位：Ns 量纲：MLT－1 F 为恒力时，可以得出I＝F? t F 作用时间很短时，可用力的平均值来代替。 质点所受合外力的冲量，等于该质点动量的增量。这个结论称为动量定理。 4. 动量定理：（将力的作用过程与效果〔动量变化〕联系在一起） 注意：动量为状态量，冲量为过程量。 动量定理可写成分量式，即： 动量的物理意义: 由动量定理，在相等的冲量作用下，不同质量的物体，其速度变化是不相同的，但它们的动量的变化却是一样的，所以从过程角度来看，动量比速度能更恰当地反映了物体的运动状态。因此，一般描述物体作机械运动时的状态参量，用动量比用速度更确切些。动量和位矢是描述物体机械运动状态的状态参量。 例1、质量为2.5g的乒乓球以10m/s的速率飞来，被板推挡后，又以20m/s的速率飞出。设两速度在垂直于板面的同一平面内，且它们与板面法线的夹角分别为45o和30o，求：（1）乒乓球得到的冲量；（2）若撞击时间为0.01s，求板施于球的平均冲力的大小和方向。 45o 30o n v2 v1 45o 30o n v2 v1 O x y 解：取挡板和球为研究对象，由于作用时间很短，忽略重力影响。设挡板对球的冲力为 则有： 取坐标系，将上式投影，有： ?为I与x方向的夹角。 此题也可用矢量法解，作矢量图用余弦定理和正弦定理，可得： mv2 v1 mv1 作业：P102 3-7 二、质点系的动量定理 动量守恒定律 1、质点系的动量定理 质点系（内力、外力） 两个质点的系统 n个质点的系统 由于内力总是成对出现的，所以矢量和为零。 所以： 质点系的动量定理： 积分形式 微分形式 以 和 表示系统的合外力和总动量，上式可写为：