第六节第七节动量定理动量守恒定律.ppt

第三章 守恒定律 第六节 动量定理 例：运动员从横杆跃过, 如果不是海棉垫子，而是大理石板，又会如何呢？ 落在海棉垫子上不会摔伤， 牛顿第二定律： 1、恒力的冲量 力与力的作用时间的乘积。 F~ t 图中曲线下的面积为冲量。 一、力的冲量 力对时间的累积效应。 2、变力的冲量 如打棒球时，棒与球之间的作用力是随时间变化的。 冲量仍为F~t图曲线下的面积。 将曲线下的面积分割成无数多的矩形面积，再求和： 变力的冲量： 注意： (1)冲量是矢量, 单位：牛顿 · 秒，N·s (2)冲量是过程量； 即合力的冲量等于各个力的冲量的矢量和。 (4) 平均冲力 由于力是随时间变化的，有时力的瞬时值很难确定，常用一平均的力代替该过程中的变力： 注意: 冲量的方向总是和其平均冲力的方向相同。 平均力的作用效果与这段时间内变力的作用效果相同, 用F~t 图表示,曲线下面积，用与之相同的矩形面积来代替。 二、动量 　　我们常用速度来表示物体的运动状态，速度是否能全面反映物体的运动状态？例如：用速度相同的乒乓球和钢球去冲击玻璃。 用动量来描写物体运动状态. １.动量定义： 矢量；单位：千克·米/秒, kg·m/s 2.动量与冲量的区别： 动量是状态量； 冲量是过程量. 三、质点的动量定理 有时计算物体受到的冲量比较困难，但外力作用在物体上一段时间后会改变物体的运动状态，质点的动量定理建立起过程量冲量与状态量动量之间的关系。 由牛顿第二定律 即 质点动量定理：质点所受的合外力的冲量，等于质点动量的增量。 说明（1）左边为合外力的冲量。 （2）只适用于惯性系。 例1 一个弹性球， 弹回，设弹回时速度大小不变，碰撞前后运动方向和 ，设碰撞时间 求在碰撞时间内，球对墙的平均作用力。不计重力。 ，与墙碰撞后 墙的法线的夹角都是 解 研究对象:小球. 则小球受平均冲力的大小为： 根据牛顿第三定律可知，球对墙的平均作用力的大小为 ，方向水平向左。 对小球用动量定理： 解： 以人为研究对象， 可分为两个运动过程， 1.自由下落过程----到达地面时的速度为： 2.与地面接触过程， 受力分析，规定向上为坐标正向。 例2：质量为 60kg 的撑杆跳运动员，从 5 米的横杆跃过自由下落，运动员与地面的作用时间分别为 1 秒和 0.1 秒，求地面对运动员的平均冲击力。 对人应用质点的动量定理. 由 注意: （1）明确所研究的对象； （3）可知当物体状态变化相同量，力的作用时间越短，物体受到的冲击力就越大。当作用时间很短时，重力可忽略不计。 （2）是指合外力的冲量; 如图,两个质点组成的质点系， 对两个质点分别应用质点的动量定理： 四、质点系的动量定理 则： 为系统的总动量， 而: 质点系的动量定理：合外力的冲量等于质点系总动量的增量。 内力不会改变系统的总动量，但可以改变每个质点的动量。 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 内力不会改变系统总动量, 但可改变系统总动能。 注意 例: 在光滑的冰面上,静止的两个人g和b相互推开. 例如：两队运动员拔河，有的人说甲队力气大，乙队力气小，所以甲队能获胜，这种说法是否正确? 甲队 乙队 拔河时，甲队拉乙队的力，与乙队拉甲队的力是一对作用力与反作用力，为系统的内力，不会改变系统总的动量。只有运动员脚下的摩擦力才是系统外力，因此哪个队脚下的摩擦力大，哪个队能获胜。所以拔河应选质量大的运动员，以增加系统外力。 问：为什么迅速地把盖在杯上的薄板从侧面打去，鸡蛋就掉在杯中；慢慢地将薄板拉开，鸡蛋就会和薄板一起移动？ 答：因为鸡蛋和薄板间的摩擦力有限，若棒打击时间很短， 所以鸡蛋就掉在杯中. 例 一长为 l、密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为λ． 将其卷成一堆放在地面上 ．若手提链条的一端 ， 以匀速 v 将其上提．当一端被提离地面高度为 y 时，求手的提力． 解 取地面参考系, 链条为系统. 在 t 时刻链条动量 y y o 可得 第三章 守恒定律 * *