物理冲量与动量定理精品文稿.ppt

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1、物理冲量与动量定理第1页，本讲稿共16页t1F0tt2dtF 冲量冲量 力对时间的积分（力对时间的积分（矢量矢量）由牛顿第二定律由牛顿第二定律 方向：速度变化的方向方向：速度变化的方向单位：单位：Ns 第2页，本讲稿共16页说明说明冲量冲量是表征力持续作用一段时间的累积效应；是表征力持续作用一段时间的累积效应；冲量冲量是过程量，是过程量，改变物体机械运动状态的原因。改变物体机械运动状态的原因。动量定理动量定理 在给定的时间内，外力作用在质点上的在给定的时间内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量冲量，等于质点在此时间内动量的增量.第3页，本讲稿共16页说明说明冲量的方向不是与动

2、量的方向相同，而是与动量增量的方向相同冲量的方向不是与动量的方向相同，而是与动量增量的方向相同动量定理说明质点动量的改变是由外力和外力作用时间两个因素，动量定理说明质点动量的改变是由外力和外力作用时间两个因素，即冲量决定的即冲量决定的动量定理的分量式动量定理的分量式应用：应用：利用冲力：增大冲力，减小作用时间利用冲力：增大冲力，减小作用时间冲床冲床 避免冲力：减小冲力，增大作用时间避免冲力：减小冲力，增大作用时间轮船靠岸时的缓冲轮船靠岸时的缓冲 第4页，本讲稿共16页质点系质点系二二 质点系的动量定理质点系的动量定理 质点系动量定理质点系动量定理 作用于系统的合外力的冲量等于系统动量作用于系统

3、的合外力的冲量等于系统动量的增量的增量.因为内力因为内力 ，故，故第5页，本讲稿共16页注意注意内力不改变质点系的动量内力不改变质点系的动量初始速度初始速度则则推开后速度推开后速度 且方向相反且方向相反 则则推开前后系统动量不变推开前后系统动量不变第6页，本讲稿共16页动量定理常应用于碰撞问题动量定理常应用于碰撞问题 越小，则越小，则 越大越大.例如人从高处跳下、飞例如人从高处跳下、飞机与鸟相撞、打桩等碰机与鸟相撞、打桩等碰撞事件中，作用时间很撞事件中，作用时间很短，冲力很大短，冲力很大.注意注意在在 一定时一定时第7页，本讲稿共16页 例例 1 一质量为一质量为0.05kg、速率为、速率为1

4、0ms-1的刚球的刚球,以与钢板法线以与钢板法线呈呈45角的方向撞击在钢板上角的方向撞击在钢板上,并以相同的速率和角度弹回来并以相同的速率和角度弹回来.设碰撞时间为设碰撞时间为0.05s.求在此时间内钢板所受到的平均冲力求在此时间内钢板所受到的平均冲力 .解解 建立如图坐标系建立如图坐标系,由动量定理得由动量定理得方向沿方向沿 轴反向轴反向第8页，本讲稿共16页质点系动量定理质点系动量定理 若质点系所受的若质点系所受的合外力为零合外力为零 则系统的总动量则系统的总动量守恒守恒，即，即 保持保持不变不变.动量守恒定律动量守恒定律力的瞬时作用规律力的瞬时作用规律 1）系统的系统的动量守恒动量守恒是

5、指系统的是指系统的总动量不变，系统内总动量不变，系统内任一物体的动量是可变的任一物体的动量是可变的,各物体的动量必各物体的动量必相相 对于对于同一同一惯性参考惯性参考系系.动量守恒定律动量守恒定律第9页，本讲稿共16页3）若若某一某一方向方向合外力为零合外力为零,则则此此方向动量方向动量守恒守恒.4）动量守恒定律只在动量守恒定律只在惯性参考系惯性参考系中成立中成立,是自然界是自然界最普遍，最基本的定律之一最普遍，最基本的定律之一.2）守恒条件守恒条件 合外力为零合外力为零 当当 时，可时，可 略去外力的作用略去外力的作用,近似地近似地认为系统动量守恒认为系统动量守恒.例如在碰撞例如在碰撞,打击

6、打击,爆炸等问题爆炸等问题中中.第10页，本讲稿共16页 例例 1 设有一静止的原子核设有一静止的原子核,衰变辐射出一个电子和一个中衰变辐射出一个电子和一个中微子后成为一个新的原子核微子后成为一个新的原子核.已知电子和中微子的运动方向互已知电子和中微子的运动方向互相垂直相垂直,且电子动量为且电子动量为1.210-22 kgms-1,中微子的动量为中微子的动量为6.410-23 kgms-1 .问新的原子核的动量问新的原子核的动量的值和方向如何的值和方向如何?解解即即 恒矢量恒矢量第11页，本讲稿共16页又因为又因为代入数据计算得代入数据计算得系统动量守恒系统动量守恒,即即 第12页，本讲稿共1

7、6页 例例 2 一枚返回式火箭以一枚返回式火箭以 2.5 103 ms-1 的速率相对地面沿的速率相对地面沿水平方向飞行水平方向飞行.设空气阻力不计设空气阻力不计.现由控制系统使火箭分离现由控制系统使火箭分离为两部分为两部分,前方部分是质量为前方部分是质量为100kg 的仪器舱的仪器舱,后方部分是质后方部分是质量为量为 200kg 的火箭容器的火箭容器.若仪器舱相对火箭容器的水平速率若仪器舱相对火箭容器的水平速率为为1.0 103 ms-1.求求 仪器舱和火箭容器相对地面的速度仪器舱和火箭容器相对地面的速度.第13页，本讲稿共16页已知已知求求 ,解解 则则第14页，本讲稿共16页我国长征系列火箭升空我国长征系列火箭升空我国长征系列火箭升空我国长征系列火箭升空第15页，本讲稿共16页三级火箭三级火箭 一箭双星在太原升空一箭双星在太原升空一箭双星在太原升空一箭双星在太原升空第16页，本讲稿共16页