(本科）3-1 质点和质点系的动量定理.ppt

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1、课程主讲人：3-1 质点和质点系的动量定理第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版2力力的的累积累积效应效应EWFpIF， 对时间累积对时间累积对空间累积对空间累积动量、冲量动量、冲量 、动量定理、动量守恒、动量定理、动量守恒动能、功、动能定理、机械能守恒动能、功、动能定理、机械能守恒第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版3一冲量质点的动量定理一冲量质点的动量定理 动量动量vmp )( dd

2、dvmptFtmtpFd(ddd)v121221dvvmmpptFtt 冲量冲量（矢量矢量）21dtttFI第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版41221dvvmmtFItttmtpFd(ddd)v 动量定理动量定理在给定的时间间隔内，外力在给定的时间间隔内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量动量的增量第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理

3、学第七版5某方向受到冲量，该方向上动量就改变某方向受到冲量，该方向上动量就改变说明说明 分量表示分量表示yyttyymmtFI1221dvvzzttzzmmtFI1221dvvxxttxxmmtFI1221dvv第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版6质点系质点系二二 质点系的动量定理质点系的动量定理1m2m12F21F1F2F20222212d)(21vvmmtFFtt10111121d)(21vvmmtFFtt 对两质点分别应用对两质点分别应用质点动量定理：质点动量定理：第三章第三章 动

4、量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版7)()(d)(20210122112121vvvvmmmmtFFtt因内力因内力 ，02112 FF故将两式相加后得故将两式相加后得20222212d)(21vvmmtFFtt10111121d)(21vvmmtFFttniiiiniittmmtF101ex21dvv第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版8 作用于系统的合外力的冲量等于系统作用于系统的合外力的冲量等

5、于系统动量的增量动量的增量质点系动量定理质点系动量定理0101ex21dppmmtFniiiiniittvvN21exFFFFL第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版9区分区分外力外力和和内力内力内力仅能改变系统内某个物体的内力仅能改变系统内某个物体的动量，但不能改变系统的总动量动量，但不能改变系统的总动量.注意注意第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版10（1） F 为恒力为恒力tFI（

6、2） F 为变力为变力)(d1221ttFtFItt讨论讨论Ftt1t2OFt1t2tFO第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版111vm2vmvm12121221dttmmtttFFttvv动量定理常应用于碰撞问题动量定理常应用于碰撞问题F注意注意 越小，则越小，则 越大越大tF在在 一定时一定时p第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版121vm2vmxy 例例1一质量为一质量为0.05

7、 kg、速率为速率为10 ms-1的钢球，以与的钢球，以与钢板法线呈钢板法线呈45角的方向撞击角的方向撞击在钢板上，并以相同的速率在钢板上，并以相同的速率和角度弹回来设碰撞时间和角度弹回来设碰撞时间为为0.05 s, ,求在此时间内钢板求在此时间内钢板所受到的平均冲力所受到的平均冲力O第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版13 解解由动量定理得由动量定理得sinsin0mmvv2cos14.1NxmFFtv方向与方向与 轴正向相同轴正向相同Ox21xxxFtmm vv 2cosmvcos(c

8、os )mm vv21yyyFtmm vv1vm2vmxyOFF 第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版14 例例2 一柔软链条长为一柔软链条长为l，单位长度的质量为单位长度的质量为，链条放，链条放在有一小孔的桌上，链条一在有一小孔的桌上，链条一端由小孔稍伸下，其余部分端由小孔稍伸下，其余部分堆在小孔周围由于某种扰堆在小孔周围由于某种扰动动, ,链条因自身重量开始下落链条因自身重量开始下落. .m1m2Oyy求链条下落速度求链条下落速度v与与y之间的关系设各处摩之间的关系设各处摩擦均不计，且

9、认为链条软得可以自由伸开擦均不计，且认为链条软得可以自由伸开第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七版15 解解 以竖直悬挂的链条以竖直悬挂的链条和桌面上的链条为一系统，和桌面上的链条为一系统，建立坐标系建立坐标系由质点系动量定理得由质点系动量定理得ptFddexyggmF1ex则则)d(d vytygm1m2Oyy)d()(ddvvyyp因因ddyygtv第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律3 3- -1 1 质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理物理学第七

10、版16两边同乘以两边同乘以 则则 yyd2dddddyy g yy yyytvvv232131vygy m1m2Oyyddyygtv200ddyygyyyyvvv1 22 3gyv第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律本章目录本章目录物理学第七版173-13-1质点和质点系的动量定理质点和质点系的动量定理3-23-2动量守恒定律动量守恒定律3-43-4动能定理动能定理3-0 3-0 教学基本要求教学基本要求* *3-33-3系统内质量移动问题系统内质量移动问题3-53-5保守力与非保守力保守力与非保守力 势能势能选择进入下一节：选择进入下一节：第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律本章目录本章目录物理学第七版18选择进入下一节：选择进入下一节：3-73-7 完全弹性碰撞完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞3-83-8 能量守恒定律能量守恒定律3-93-9 质心质心 质心运动定理质心运动定理3-63-6 功能原理功能原理 机械能守恒定律机械能守恒定律* *3-103-10对称性与守恒律对称性与守恒律