《动量变化定理和动量守恒_》-课件.pptVIP

* 【演示实验】逆风行舟、载摆小车演示动量守恒、质心运动（杠杆）、锥体上滚 1.3 动量变化定理和动量守恒 1.3.1 冲量和质点动量变化定理 1.3.2 质点系动量变化定理 1.3.3 动量守恒定律 *1.3.4 火箭水平推进速度（不讲） 1.3.5 质心和质心运动定理 1.3.1 冲量和质点动量变化定理 力的时间累积，即力对作用时间的积分 (惯性系) 从t1到t2对时间积分，得 牛顿第二定律： ??无论力随时间如何变化，作用时间长短，只要力的冲量相同就会产生同样的动量增量。 积分形式的质点动量变化定理： 冲量： ??微分形式的质点动量变化定理 平均力： t1 0 t f f I 在有些过程（例如物体碰撞）中，作用力随时间急剧变化。为使问题简化，我们引入平均力的概念。 ??作用在物体上的平均力，等于物体动量的增量与力的作用时间之比。 质点系：由若干个相互作用质点组成的系统 内力： 1.3.2 质点系动量变化定理 根据牛顿第三定律 内力总是成对出现，所以质点系中所有内力的矢量和等于零： 外力：质点系以外的物体或场（例如重力场）对系统内质点的作用力 质点系的动量：质点系内所有质点的动量的矢量和 F外 ~ P 关系？ 在惯性系中对第 i 个质点列牛顿第二定律 对质点编号 i 求和 ??在 dt 时间内质点系所受合外力的冲量，等于在这段时间内质点系动量的增量。 微分形式的质点系动量变化定理： 等于零 对时间积分 ? 积分形式 内力可以改变质点系内各质点的动量，但内力的矢量和等于零，因此对系统的总动量没有影响。 用质点系动量变化定理分析问题时，必须保证质点系所包括的所有质点在运动过程中没有增减，即保持系统的质量（组成）不变 例：摩擦力可以改变各个物体的动量，但不会改变系统的总动量。炸弹爆炸使弹片获得巨大的动量，但对系统的总动量没有影响。 ??否则就改变了内力和外力的定义 注意： 【演示实验】逆风行舟 帆 龙骨 水 显示动量定理的矢量性 【思考】在逆风行舟实验中，能否顶风前进？ m：t 时刻落入车厢的煤和车厢的总质量。经过 dt 时间，质量为 dm 的煤落入车厢。 解 【例1.11】一辆拉煤车以速度v=3m?s?1从煤斗下面通过，每秒钟落入车厢中的煤为 500 kg。若使车厢速度不变，应该用多大的牵引力拉车厢（忽略车厢与轨道之间的摩擦力）？ 取 m 和 dm 为质点系，以保证在 t 到 t+dt 过程中系统质量不变。 设车厢运行方向为正方向。 系统 t 时刻动量： 注意车厢速度不变，则(t+dt) 时刻动量： dt 时间内系统动量增量： 按质点系动量变化定理，得 用这一牵引力拉车厢，车厢的速度不变。 1.3.3 动量守恒定律 在惯性系中当质点系不受外力作用，或所受合外力等于零时，该质点系的动量保持不变： 常矢量 即，质点系的动量的大小和方向都保持不变。 只要合外力沿某一方向的分量为零，则在该方向上质点系的动量就守恒。 如果外力内力，且过程经历时间很短，外力引起系统总动量变化内力引起各质点动量变化，可认为系统动量守恒。 例如：碰撞、爆炸 动量守恒定律是自然界中普遍适用的规律之一，其应用范围远远超出牛顿力学。 对于不受外界影响的粒子系统所经历的任意过程，包括不能用牛顿力学描述的过程，例如高能粒子碰撞，裂变和衰变等，都遵守动量守恒定律。 守恒定律的意义：只要满足动量守恒条件，不必知道过程的细节就可以断定，系统在任意时刻的动量一定等于系统的初始动量。 实验表明： *