2021-2022学年高二物理竞赛课件：力的时间累积效应动量守恒定律.pptx

力的时间累积效应动量守恒定律2匀速转动参考系中的惯性力匀速转动参考系中的惯性力 假定质点假定质点m和盘一起以和盘一起以 转动转动(m相对盘静止相对盘静止)。在惯性系在惯性系(地面地面)看，看，m受向心力作用受向心力作用 在在非惯性系非惯性系(盘盘)看看:m静止静止,受两个力作用受两个力作用:“真实外力真实外力”(绳的拉力绳的拉力)：(方向沿半径指向圆心方向沿半径指向圆心)(方向沿半径方向沿半径指指向外向外)mr惯性惯性(离心离心)力力的作用的作用:(方向沿半径指向圆心方向沿半径指向圆心)3 如果质点相对非惯性系如果质点相对非惯性系(盘盘)运动运动，除了受到，除了受到惯惯性性(离心离心)力力的作用外，还受到一种叫的作用外，还受到一种叫科里奥利力科里奥利力的的惯性力。惯性力。可以证明，科里奥利力的计算公式为可以证明，科里奥利力的计算公式为式中式中 为转台的角速度，为转台的角速度，为为质点质点相对相对转台的速度。转台的速度。m 北半球的河床右岸为什么北半球的河床右岸为什么受到较厉害的冲刷？赤道的信受到较厉害的冲刷？赤道的信风是怎样形成的？这些都是科风是怎样形成的？这些都是科里奥利力作用的结果。里奥利力作用的结果。4上上式式表表明明:质质点点所所受受合合外外力力的的冲冲量量等等于于质质点点动动量量的增量。这一结论称为的增量。这一结论称为质点动量定理质点动量定理。一一.质点动量定理质点动量定理冲量冲量,对恒力对恒力F,学习要求学习要求：要学会计算要学会计算变力变力的冲量，掌握在一个的冲量，掌握在一个平面平面内应用动量定理求解力学问题的方法。内应用动量定理求解力学问题的方法。力的时间累积效应力的时间累积效应动量守恒动量守恒定律定律5解解 由动量定理：由动量定理：得得 =2i+5j (m/s)例题例题2.1 一物体质量一物体质量m=2kg,受合外力受合外力F=(3+2t)i(SI)的作用，初速度的作用，初速度 0=5 j(m/s)；求；求第第1秒末物体的速度。秒末物体的速度。又又6 例题例题2.2 斜面斜面:h=3m、l=5m，摩擦系数，摩擦系数=0.3。m由静止开始下滑，求在水平面上滑由静止开始下滑，求在水平面上滑行的距离行的距离S=？（取？（取g=10m/s2）解解 1.斜面上斜面上:shlmm mgsin-mgcos=maa=gsin-gcos=6m/s 2 1y:xyx:=3.72m/s2.73.在水平面上滑行在水平面上滑行:shlmm 2 1xy 2=3.72m/sa=-g=2.3m=0.3，取，取g=10m/s28 例题例题2.3 m经时间经时间t、以不变的速率、以不变的速率 越过一水平越过一水平光滑轨道光滑轨道60的弯角，求轨道作用于质点的平均冲力的弯角，求轨道作用于质点的平均冲力的大小。的大小。解解 平均冲力可视为恒力，由动量定理有平均冲力可视为恒力，由动量定理有 求解求解(2-1)的方法有两个：的方法有两个：三角形法三角形法单位矢量法单位矢量法m 1 230o30o平均冲力平均冲力9于是平均冲力的大小为于是平均冲力的大小为（1）三角形法）三角形法 画出画出 =2-1的的 矢量三角形矢量三角形，再再解此三角形解此三角形;由图可求得由图可求得|=|2-1|=2 cos30o=F(即即 )的方向与轨道成的方向与轨道成30o(竖竖直向上直向上),如图所示。如图所示。30o30oo 2 1m 1 230o30o10 建立直角坐标系建立直角坐标系(如图如图)，把，把每个矢量用单位矢量表示出来每个矢量用单位矢量表示出来:（2）单位矢量法）单位矢量法30o30oo 2xy 1m 1 230o30o大小大小:,方向方向:j(y轴正方向轴正方向)。F11 例题例题2.4 煤粉自高煤粉自高h=0.8m高自由落下高自由落下,流量为流量为qm=40kg/s,传送带传送带A的速度的速度=3m/s。求卸煤的过程中，。求卸煤的过程中，煤粉对传送带煤粉对传送带A的平均作用力。的平均作用力。(不计相对传送带静止不计相对传送带静止的煤粉质量，取的煤粉质量，取g=10m/s2）取在时间取在时间dt内落下的煤粉内落下的煤粉dm=qmdt为为研究对象研究对象,由动量定理有由动量定理有解解 煤粉下落煤粉下落h时的速度时的速度Ah 012(1)单位矢量法单位矢量法xyo 根据牛顿第三定律，煤粉对根据牛顿第三定律，煤粉对传送带传送带A的平均作用力与此力的平均作用力与此力大小相等而方向相反。大小相等而方向相反。F=40(-o)=3,o=4=53.1o 大小大小:F =200N,与与x轴正方向的轴正方向的夹角夹角:Ah 0-(-4j)=403i=40(3i+4j)13 由图可求得由图可求得煤粉对传送带煤粉对传送带A的平均作用力的大小的平均作用力的大小:画出画出 =-0的的 矢量三角形矢量三角形如右图所示如右图所示。(2)三角形法三角形法 方向与图中方向与图中 的方向相反。的方向相反。o FAh 0=3,o=4=53.1o