高二物理竞赛第2章动量守恒课件.ppt
第二章 动量守恒,2.1 惯性2.2 动量守恒定律2.3 力 冲量 动量定理2.4 牛顿运动定律及其应用,2.1 惯性,一、惯性定律,亚里士多德论断,凡运动着的事物必然都有推动者在推动着它的运动。,伽利略论断,伽利略斜面实验,当小球沿光滑的水平面滚动时,球将永远滚下去.,牛顿根据伽利略的正确结论总结成惯性定律.,惯性定律（牛顿第一定律）,任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态。直到受到其他物体作用的力迫使改变这种状态为止。,惯性,力,-物体保持静止或匀速直线运动状态,-其他物体的作用,另一表述：自由粒子永远保持静止或匀速直线运动的状态。,二、惯性参考系,惯性系牛顿定律严格成立的参考系。,非惯性系牛顿定律不严格成立的参考系。,*地面参考系是近似的惯性系!,相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也为惯性系。,2.2 动量守恒定律,一、两质点间的相互作用,假设一理想实验，两个质点只受它们之间相互作用的影响，与宇宙中其它物质隔绝，则有图示的运动轨迹,两质点的速度变化为,.,.,.,.,.,.,.,可得结论:,即:,2、,.,二、动量 动量守恒定律,动量,动量守恒,由任意个质点所构成的孤立系统，动量守恒定律也成立：,说明：,（1）动量守恒条件：系统与外界没有相互作用。实际问题中，系统内物体相互作用远大于外界的作用或外界的作用可以抵消时，可认为动量守恒。（如：碰撞、爆炸等）,（2）动量守恒是矢量守恒。总动量守恒，分动量也守恒。总动量不变，但各质点动量仍可能不断变化。,动量守恒定律是物理学中最重要、最普遍的规律之一，它不仅适合宏观物体，同样也适合微观物体。,2.3 力 冲量 动量定理,即t 时间内，质点1获得的动量等于质点2失去的动量。,一、 力的定义,即任意时刻，构成孤立系统的两个质点的动量变化率大小相等、反向相反。,定义：质点2作用于质点1的力,质点1作用于质点2的力,牛顿运动第三定律,表示单位时间内质点2传递给质点1的动量,表示单位时间内质点1传递给质点2的动量,二、 力的叠加原理,在质点系中：第i 个质点增加的动量 是所有其它质点传递给它的动量的矢量和。,即每个质点i 受到的力 等于其它质点对它的作用力 的矢量和,称为力的叠加原理.,三、 牛顿第二定律,即质点所受的合外力等于其质量与加速度的乘积。该式称为牛顿第二运动定律。,为质点的加速度,四、 冲量 动量定理,称为在该时间间隔内作用在质点上的冲量,动量定理,动量定理的微分形式,动量定理的积分形式,对于不同的惯性系,动量定理具有不变性,作用时间很短,作用力很大的力,称冲击力。,冲击力,平均冲击力,变化很快，难以测量,与冲力有相等的冲量,例、用棒打击一质量0.30kg速率为20mS-1的水平飞来的球，球飞到竖直上方10m的高度，求棒给予球的冲量为多少？设球与棒的接触时间为0.02s，求球受到的平均冲力？,解：重力冲力，略去不计。 建立坐标,五、质点系动量守恒,有:,而,习题集p5计算题2、一个质量为M的四分之一圆弧形槽的大物体，半径为R，停在光滑的水平面上，另一质量为m的物体，自圆弧槽的顶端由静止下滑（如图所示）。求当小物体m滑到弧底时，大物体在水平面上移动的距离为多少？,解:由于m;M组成的系统 ：,所以水平（x）方向动量守恒,设t时刻M;m的速度沿x轴的分量分别为：,即,和，,则有：,.,.,.,在整个m下滑过程中：,M沿水平方向移动的距离为：,(1),(2),任何物体只要没有外力改变它的状态， 该物体便永远保持静止状态或匀速直线运动状态。,在受到外力的作用时，物体所获得的加速度的大小与外力矢量和的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。,一、牛顿运动定律的表述,第一定律(惯性定律)：,第二定律（加速度定律）：,2.4 牛顿运动定律及其应用,第三定律（作用与反作用定律）：,两物体1和2相互作用时, 作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一直线上。,用数学式可表述为：,已知运动状态，求物体所受的力。,二、牛顿运动定律的应用,1. 解题方法,隔离物体（选研究对象，采用隔离法）,具体分析（分析研究对象的运动状态和受力）,选定坐标（参考系，坐标系，正方向）,列方程，列分量式求解，讨论,2. 解决的问题,已知物体受力，求物体的运动状态；,自然界中常见的力（补充）,1.重力,2.弹性力,遵守胡克定律,张力,绳子受到拉伸时内部出现的力，用T表示，方向与绳子在该点的切线平行。,支持力,方向与支持面垂直，指向法线方向。,3.摩擦力,静摩擦力fs,滑动摩擦力f,例、如图所示，一质量为M的木块A放置在光滑的水平面上，A上放置另一质量为m的木块B，已知A和B之间的动摩擦系数为 ，现施力沿水平方向推A，试问推力至少为多大时才能使 A和B之间发生相对运动。,解:受力分析如图:,相对运动:,作业,动量守恒（P5）动量守恒习题课及课后作业,下次课：动量守恒习题课,
