高二物理竞赛：动量定理、动量守恒定律课件.pptx

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1、动量定理、动量守恒定律动量定理、动量守恒定律质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律动量守恒定律运运动动学学动动力力学学质质点点刚刚体体位置及内容位置及内容描述描述力学力学牛顿定律牛顿定律动量守恒定律动量守恒定律动量定理动量定理质点的质点的角动量定理角动量定理作用作用 规律规律质点系的质点系的动能定理动能定理amF力的瞬时力的瞬时?tF力的时间力的时间?rF力的空间力的空间质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律动量守恒定律2.3.1 质点的动量定理质点的动量定理dtvmddtpdF)(由牛二律由牛二律1.1.定理定理变形变形称力的冲量称力的冲量pddtF考虑一

2、段时间考虑一段时间2121ppttpddtF12pp12vmvm令令21ttdtFI则则12ppI定理定理表明：表明：质点所受合力的冲量质点所受合力的冲量= =其动量的增量其动量的增量定理是定理是过程量过程量和和状态量状态量增量的关系！增量的关系！冲量的方向冲量的方向说明说明1p2ppdtFI反映了力的时间积累作用反映了力的时间积累作用质点动力学第五次第五次质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律动量守恒定律运运动动学学动动力力学学质质点点刚刚体体回顾回顾描述描述力学力学牛顿定律牛顿定律动量守恒定律动量守恒定律动量定理动量定理质点的质点的角动量定理角动量定理作用作用 规律规律质

3、点系的质点系的动能定理动能定理amF力的瞬时力的瞬时?tF力的时间力的时间合力的冲量合力的冲量质点的动量定理质点的动量定理121221vmvmppdtFItt动量的增量动量的增量质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律（一定理动量守恒定律（一定理1 1定理）定理）2.2.动量定理的应用问题动量定理的应用问题121221vmvmppdtFItt用作图法由几何关系计算用作图法由几何关系计算将矢量方程化为标量方程将矢量方程化为标量方程(1)(1) 适用范围是惯性系适用范围是惯性系(2)(2) 解题方法解题方法1vm2vmI(3)在打击、碰撞类问题中求平均力在打击、碰撞类问题中求平均力

4、既使知道了既使知道了可求平均冲力可求平均冲力：)(tFF tp 、仍无法求出冲力仍无法求出冲力F特点特点：pdtFFtt21)(pttF )(121tFFOt2t问题问题：tpF xxttxmvmvdtF1221质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律（一定理）动量守恒定律（一定理）动量定理的应用动量定理的应用开门制动器开门制动器121221vmvmppdtFItttpF质点动力学小球质量小球质量 m=200g ，以，以 8m/s的速度沿与水平地面法线成的速度沿与水平地面法线成 = 30角的方向射向光滑地面，然后与法线成角的方向射向光滑地面，然后与法线成 = 60角的方向弹角的

5、方向弹起。设碰撞时间起。设碰撞时间t=0.01s。求小球给地面的平均冲力。求小球给地面的平均冲力。解一：解一：由动量定理由动量定理,得得 fvv0 mv0mvI（由图矢量关系）（由图矢量关系）（忽略重力影响）（忽略重力影响）Iftmvmv 0由于地面光滑，由于地面光滑， 的方向垂直向上，的方向垂直向上， 所以所以 的方向垂直向上的方向垂直向上fImvIftcos 0mv.fNt cos.cos000 281850 0130碰撞问题首先想到碰撞问题首先想到121221vmvmppdtFItt质点动力学解法二：解法二：由动量定理由动量定理,得得xyo mv0mvI建立如图建立如图x-y坐标系坐标系

6、小球质量小球质量 m=200g ，以，以 8m/s的速度沿与水平地面法线成的速度沿与水平地面法线成 = 30角的方向射向光滑地面，然后与法线成角的方向射向光滑地面，然后与法线成 = 60角的方角的方向弹起。设碰撞时间向弹起。设碰撞时间t=0.01s。求小球给地面的平均冲力。求小球给地面的平均冲力。消去消去 得得,注意注意v）（090Iftmvmv 0（忽略重力影响）（忽略重力影响）mv sinmv sin00ftmvcos( mv cos) 0Ntmvf18560sin01. 082 . 0sin00质点动力学20dtfI2023)2(210dtktjti tktjti tf23)2(210s

7、N8420kji0ppIpsN8420）（kjipp2228420sN9.21cosxpp9.212091.0cosypp18.0coszpp37.0思路?2 stp质点动力学)SI(31044005tF tF3104400005) s (003. 0 t) sN(6 . 0)6104400(003. 0250tttFdtI已求得已求得I,如何与如何与m联系联系00mvmvmvI)kg(1023006 . 03vIm质点动力学2.3 2.3 动量定理动量定理 动量守恒定律（一质点的）动量守恒定律（一质点的）2.3.2 质点系的动量定理质点系的动量定理(1)(1)什么是什么是1.1.质点系质点系

8、可分内力、外力可分内力、外力(2)(2)特点特点系统内力和为零系统内力和为零F1 m2 m1F23m3F2.2.质点系动量定理质点系动量定理对第对第i个质点个质点：1221)(iiiittiivmvmdtfF内力和外力和各质点求和各质点求和：niiiniiinittiivmvmdtfF1112121)(内外考虑到考虑到：求和、积分可互换，并：求和、积分可互换，并01niif内 1221)(iiiittivmvmdtF外22pp质点系动量定理：质点系动量定理：系统所受合外力的冲量等于系统总动量系统所受合外力的冲量等于系统总动量的增量的增量。（与内力无关）。（与内力无关）质点系的重质点系的重要结论

9、之一要结论之一1221vmvmdtFtt质点动力学2-3 2-3 动量定理动量定理 动量守恒定律（一质点的动量守恒定律（一质点的 二质点系的）二质点系的）三三. 动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律当当 时时0外iF恒矢量22pp1221)(ppdtFtti 外由质点系动量定理由质点系动量定理说明说明(1)(1)分量形式分量形式： CmvFixix时当外0表明表明：即使即使合外力不为零，但外力在某一方向的合外力不为零，但外力在某一方向的 分力之和为零时，则在分力之和为零时，则在该方向该方向上动量守恒上动量守恒动量守恒动量守恒如：如：打击、碰撞、爆炸问题打击、碰撞、爆炸问题时当内外f

10、F (2)(2)近似应用近似应用：(3)(3)普适性普适性：不仅宏观（牛二律导出），且微观不仅宏观（牛二律导出），且微观(6)(6)如火箭的发射如火箭的发射：(4)(4)守恒是指系统的守恒是指系统的总动量不变总动量不变，内任一物的动量是可变的，内任一物的动量是可变的(5)(5)各物体的动量必须相对于各物体的动量必须相对于同一同一惯性参考系惯性参考系 .质点动力学2-3 2-3 动量定理动量定理 动量守恒定律动量守恒定律是什么力可改变系统的动量是什么力可改变系统的动量? ?外力只能改变系统的动量吗外力只能改变系统的动量吗? ?内力可改变什么动量内力可改变什么动量? ? 不能改变什么动量不能改变什么动量? ? 用质点系动量定理处理问题可避开用质点系动量定理处理问题可避开? ?力，较为方便力，较为方便. .例例4 4