大学物理课件2-3动量动量守恒定律质心运动定理.ppt

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1、23 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律一、质点的动量定理一、质点的动量定理 动量动量力力的的累积累积效应效应对对 积累积累对对 积累积累 冲量冲量 力对时间的积分（力对时间的积分（矢量矢量）123 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律 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.分量形式

2、分量形式问：问：冲量是矢量，它的方向就是力的方向吗冲量是矢量，它的方向就是力的方向吗？223 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律质点系质点系二、质点系的动量定理二、质点系的动量定理质点系总动量的增量等于作用于该系统上合外力的冲量质点系总动量的增量等于作用于该系统上合外力的冲量323 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律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

3、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423 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律动量定理动量定理S系系S系系t2 时刻时刻t1 时刻时刻参考系参考系光滑光滑m 动量的动量的相相对性对性和动量定和动量定理的理的不变性不变性讨论讨论mm523 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律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.例如例如

4、人从高处跳下、飞人从高处跳下、飞机与鸟相撞、打桩等碰撞事机与鸟相撞、打桩等碰撞事件中，作用时间很短，冲力件中，作用时间很短，冲力很大很大.注意注意在在 一定时一定时623 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律 问：问：为什么迅速地把盖在杯上的薄板从侧面打去，为什么迅速地把盖在杯上的薄板从侧面打去，鸡蛋就掉在杯中；慢慢地将薄板拉开，鸡蛋就会和薄鸡蛋就掉在杯中；慢慢地将薄板拉开，鸡蛋就会和薄板一起移动板一起移动？答答：因为鸡蛋和薄板间的摩擦力有限，若棒打击：因为鸡蛋和薄板间的摩擦力有限，若棒打击时间很

5、短，时间很短，所以鸡蛋就所以鸡蛋就掉在杯中掉在杯中.723 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律三、质点系的动量守恒定律三、质点系的动量守恒定律定义：定义：一个孤立的力学系统一个孤立的力学系统(系统不受外力作用系统不受外力作用)或或合外力为零的系统，系统内各质点间动量可以交换，合外力为零的系统，系统内各质点间动量可以交换，但系统的总动量保持不变。但系统的总动量保持不变。若质点系所受的若质点系所受的合外力为零合外力为零 则系统的则系统的总动量守恒总动量守恒，即，即823 23 动量动量 动量守恒定律

6、动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律解解以球为研究对象以球为研究对象.设墙设墙对球的平均作用力为对球的平均作用力为f，球，球在碰撞前后的速度为在碰撞前后的速度为 和和 ，由动量定理可得，由动量定理可得例例2.52.5一弹性球，质量一弹性球，质量m0.20kg0.20kg，速度，速度 5m/s5m/s，与墙碰撞后弹回与墙碰撞后弹回.设弹回时速度大小不变，碰撞前后设弹回时速度大小不变，碰撞前后的运动方向和墙的法线所夹的角都是的运动方向和墙的法线所夹的角都是，设球和墙碰，设球和墙碰撞的时间撞的时间t t0.05s0.05s，606

7、0，求在碰撞时间内，求在碰撞时间内，球和墙的平均相互作用力球和墙的平均相互作用力.923 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律按牛顿第三定律，球对墙的平均作用力和按牛顿第三定律，球对墙的平均作用力和 的方向相反而等值，即垂直于墙面向里的方向相反而等值，即垂直于墙面向里.将冲量和动量分别沿图中将冲量和动量分别沿图中N和和x两方向分解得：两方向分解得：1023 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律解解 设

8、设t时时刻刻已已落落入入车车厢厢的的矿矿砂砂质量为质量为m，经过，经过d dt后又有后又有d dmkd dt的的矿矿砂砂落落入入车车厢厢.取取m和和d dm为为研研究究对对象象，则则系系统统沿沿x方向的动量定理为方向的动量定理为例例2.62.6 如如图图所所示示，一一辆辆装装矿矿砂砂的的车车厢厢以以 4m/s4m/s的的速速率率从从漏漏斗斗下下通通过过，每每秒秒落落入入车车厢厢的的矿矿砂砂为为k200 200 kg/skg/s，如如欲欲使使车车厢厢保保持持速速率率不不变变，须须施施与与车车厢厢多多大大的牵引力的牵引力(忽略车厢与地面的摩擦忽略车厢与地面的摩擦).).1123 23 动量动量 动

9、量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律 其余质点的运动其余质点的运动 质心的平动质心的平动绕质心的转动绕质心的转动+*四、质心和质心运动定理四、质心和质心运动定理1.问题的提出问题的提出质心的概念质心的概念 质心可看作整个质点质心可看作整个质点系的代表点，系统的全部系的代表点，系统的全部质量质量 m，动量，动量 都集中都集中在它上面在它上面.cOxyzxcyczc1223 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律质心的位置质

10、心的位置1323 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律 质心运动定理质心运动定理:作用在系统上的合外力等于系统的作用在系统上的合外力等于系统的总质量乘以质心的加速度总质量乘以质心的加速度 系统内各质点的动量的矢量和等于系统质心的速度系统内各质点的动量的矢量和等于系统质心的速度乘以系统的质量乘以系统的质量2.质心运动定理质心运动定理 有有 n 个质点组成的质点系，其质心的位置：个质点组成的质点系，其质心的位置：1423 23 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律*质心运动定理质心运动定理第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律 对质量连续分布的物体：对质量连续分布的物体：对质量离散分布的体系：对质量离散分布的体系：对密度均匀、形状对称的物体，其质心在对密度均匀、形状对称的物体，其质心在其几何中心其几何中心说明说明3.质心的含义及其计算质心的含义及其计算15