[理学]普通物理力学2牛顿运动定律与动量定理_995403617.ppt

3.4.9；3.4.13；3.4.15；3.4.20；3.5.4；3.5.6；3.7.1；3.7.7；3.8.2 例：同步卫星可以定点于赤道上空。 三、地面参考系中科氏力的效应 自转对应的科氏力 w vr vq vj q 效应在较大空间范围、较长时间的运动中体现。 径向 南北 东西 东西向 东西向 径向和 南北向 ①傅科摆（摆平面的转动）； ②河岸（东西向河流）的冲刷； ③信风；④落体偏东…… 傅科摆：如图 北极的摆 俯视 北京天文馆大厅。 摆平面转动周期 约36小时。 （纬度低， 周期长） 地球自转 科氏力 某些著名的效应 摆平面 的转动 北半球河流冲刷右岸。 信风：东北风与东南风 落体—— 偏东！ 北半球上的 科里奥利力 信风的形成 旋风的形成 §5. 动量定理 定义： 力的冲量（impulse）— 质点的动量（momentum）— 质点动量定理： （微分形式） （积分形式） （theorem of momentum of a particle） 平均冲力 [例]已知：一篮球质量m = 0.58kg， 求：篮球对地的平均冲力 解： 篮球到达地面的速率 从h=2.0m 的高度下落， 到达地面后，以同样速率反弹， 接触地面时间? t = 0.019s。 演示 逆风行舟 帆 ?1 ?2 ?1 ?2 Δ? 风 F风对帆 F横 F进 F横 F阻 龙骨 F帆对风 Δ? §6. 质点系动量定理与质心运动定理 mometum of particle system and motion of center of mass Fi pi fj i fi j 为质点 i 受的合外力， · · · · · · · · i j 质点系 为质点 i 受质点 j 的内力， 为质点 i 的动量。 对质点 i ： 对质点系： 由牛顿第三定律有： 一.质点系动量定理 所以有： 令 则有： 或 质点系动量定理（微分形式） ─质点系动量定理（积分形式） 用质点系动量定理处理问题可避开内力。 系统总动量的改变由外力的冲量决定， 与内力无关。 汽车为什么能开动？ 思考： rc 二.质心的概念和质心位置的确定 × C · · · · · · mi · z · ri y x 0 定义质心 C 的位矢为： （ ） 质心位置是质点位置以 质量为权重的平均值。 三.几种系统的质心 ● 两质点系统 m2 m1 · · × r1 r2 C m1 r1 = m2 r2 ● 连续体 × r rc dm C 0 m z x y …… R ● 均匀杆、圆盘、圆环、球，质心为其几何中心。 ● 小线度物体的质心和重心是重合的。 [例]如图示， C xC O″ r O′ r d d x y O 均质圆盘 求挖掉小圆盘后系统的质心坐标。 由对称性分析，质心C应在x轴上。 解： 令 为质量的面密度，则质心坐标为： 挖空 · 四. 质心运动定理 rc C vc × · · · · · · mi · z · ri y x 0 vi 总动量 由 —质心运动定理 有 拉力 纸 · C × 球往哪边移动？ 系统内力不会影响质心的运动 五. 质心（参考）系（frame of center of mass） 1.质心系 质心系是固结在质心上的平动参考系。 质心系不一定是惯性系。 质点系的复杂运动通常可分解为： 在质心系中考察质点系的运动。 讨论天体运动及碰撞等问题时常用到质心系。 质点系整体随质心的运动； 各质点相对于质心的运动 —— 2.质心系的基本特征 质心系是零动量参考系。 m1?10? m1?1? m2?20? m2?2? · · 质心系中看 两粒子碰撞 等值、反向的动量。 两质点系统在其 质心系中， 总是具有 §7. 动量守恒定律 这就是质点系的动量守恒定律。 0 = 外 F v 时， = P v 常量 即 几点说明： 1.动量守恒定律是牛顿第三定律的必然推论。 2.动量定理及动量守恒定律只适用于惯性系。 质点系所受合外力为零时， 质点系的总动量 不随时间改变。 （law of conservation of momentum） 切惯性系中均守恒。 3. 动量若在某一惯性系中守恒， 则在其它一 4.若某个方向上合外力为零， 5.当外力内力 6.动量守恒定律是比牛顿定律更普遍、更基本 则该方向上动 尽管总动量可能并不守恒。 量守恒， 且作用时间极短时 （如碰撞）， 可认为