第三章动量牛顿运动定律动量守恒.pptVIP

上 页 下 页 结 束 返 回 第三章 动量 牛顿运动定律 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照系 §3.2 惯性质量和动量 §3.3 主动力和被动力 §3.4 牛顿运动定律的应用 §3.5 非惯性系中的动力学 §3.6 用冲量表述的动量定律 §3.7 质点系动量定理和质心运动定律 §3.8 动量守恒定律 ＊§3.9 火箭的运动 §3.5 非惯性中的动力学 §3.5.1 直线加速参考系中的惯性力 §3.5.2 离心惯性力 §3.5.3 科里奥利力 问题： 车的a = 0 时单摆和小球的状态符合牛顿定律， a≠0时单摆和小球的状态为什么不符合牛顿定律？ a =0 a ? 0 §3.5 非惯性中的动力学 §3.5.1 直线加速参考系中的惯性力 动画演示 设动参考系O′ 相对于静参考系O以加速度 作直线加速运动,则质点在O′系中的加速度 和质点在O系中的加速度 关系为 平移惯性力 真实力 所以 即 其中 [例题1] 杂技演员站在沿倾角为 ? 的斜面下滑的车厢内，以速率v0 垂直于斜面上抛红球，经时间 t0 后又以v0 垂直于斜面上抛一蓝球. 车厢与斜面无摩擦.问二球何时相遇. [解] 以车厢为参考系，小球受力见上右图. y O ? v0 v0 以出手高度为坐标原点建立坐标系Oy，以抛出红球时为计时起点.对红球和蓝球分别有 两球相遇时 ，得相遇时间为 [讨论]因 t = t0 时才抛蓝球，故应 t遇? t0 .因而要求 即必在红球返回 y ＝ 0 之前抛出蓝球. [例题2] 如图所示情况中，若忽略一切摩擦. 试求两物体的相对加速度. ? m1 m2 x y O x1 y x2 h FN FN m1g x′ [解]m1在非惯性系中，取动坐标系x’沿斜面 受力分析如图 FN m1g x′ FN §3.5.2 离心惯性力 物体位于过原点而垂直转轴的平面内，相对于圆盘静止，则 对于观察者1： 对于观察者2： ——离心惯性力(离心力) 其中: 动画演示 [例题3] 北京紫竹院公园有一旋风游戏机，大意如图所示.设大圆盘转轴OO′与铅直方向成 ? =18°，匀速转动，角速度为?0= 0.84 rad/s 。离该轴 R ＝2.0 m 处又有与 OO′平行的PP′ ，绕 PP′ 转动的座椅与 PP′ 轴距离为 r =1.6m.为简单起见，设转椅静止于大圆盘.设椅座光滑，侧向力全来自扶手.又设两游客质量均为 m =60 kg .求游客处于最高点B和较低点A处时受座椅的力. R r O O′ P P′ A B ? ?0 要求在非惯性系中求解. A B [解] 选大转盘为参考系， §3.5.3 科里奥利力 ? O A B C C3 C2 C1 ? O A′ B′ C C2′ C1′ C3′ 物体相对地面沿 直线OABC运动 物体相对转盘沿曲 线OA′ B′C3′ 运动 效应一： 1. 定性说明 ? O A′ B′ C′ ? O A B C 物体相对转盘沿 直线OA’B’C’运动 物体相对地面沿 曲线OABC 运动 效应二： 物体相对惯性系作曲线运动，表明物体必受真实力作用. 物体所受真实力与物体所受惯性力大小相等、方向相反。 2.科里奥利力定量表述 考虑物体相对转盘走的是直线，则相对地面走的是曲线. ? O A B C D D′ O 设物体相对转盘速度为 设物体向右方的加速度为aK 比较以上两式，得 考虑到方向 ——科里奥利加速度 质点相对转盘走的是直线 ——科里奥利力 傅科摆直接证明了地球的自转 北极悬挂的单摆摆面轨迹 摆平面转动方向 3.科里奥利力的应用 北半球的科里奥利力； 落体偏东 旋风 低压气区 §3.6 用冲量表述的动量定理 §3.6.1 力的冲量 §3.6.2 用冲量表述的动量定理 §3.6 用冲量表述的动量定理 §3.6.1 力的冲量 冲量——力对时间的积累作用，是矢量. 力在?t 内的元冲量 力在 t - t0 时间间隔内的冲量 平均力定义 平均力的冲量 单位: 在F- t 图中, I 是F-t 曲线下的面积,元冲量与F 的方向一致,而一段时间间隔内力的冲量的方向决定于这段时间诸元冲量矢量和的方向. 冲力——作用时间很短且量值变化很大的力. §3.6.2 用冲量表述的动量定理 力对时