首页物理学物理学史及基础大学物理 03 第三章 运动守恒定律.ppt

03 第三章 运动守恒定律.ppt

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本课件按力的瞬时效应、时间累积效应与空间累积效应三条主线组织内容,先建立冲量与质点、质点系动量定理,给出动量守恒的成立条件,再引入功与功率、动能定理以及保守力做功与势能的关系,并讨论碰撞的基本类型。

第三章 运动守恒定律运动守恒,篇章标题页,标示本篇主题与第三章运动守恒定律运动守恒下
本章重点与难点,学习要点页,列出重点:难点
牛顿定律2.力的时间累积效应,内容讲解页,说明力和加速度之间的瞬时效应
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第1页:第三章 运动守恒定律运动守恒

第三章运动守恒定律运动守恒下

第2页:本章重点与难点

重点:难点:

第3页:牛顿定律2.力的时间累积效应

牛顿定律2.力的时间累积效应

  • 1.力和加速度之间的瞬时效应——牛顿定律
  • 2.力的时间累积效应——冲量
  • 3.力的空间累积效应——功

第4页:§3-1 牛顿第二定律积分形式之一

一.质点动量定理——牛顿定律的微分形式§3-1牛顿第二定律积分形式之一:动量定理、动量守恒定律由牛顿定律有力在时间内的累积量为

第5页:质点动量定理

定义
外力在一段时间内的累积量称为冲量,即即质点某一时间内所受合外力的冲量等于质点同一时间内动量的增量——质点动量定理

第6页:作用时间很短时,常引入平均冲力讨论

2.作用时间很短时,常引入平均冲力讨论1.的方向一般不是的方向,而是微分冲量的矢量和的方向

第7页:直角坐标系中动量定理的分量形式

3.直角坐标系中动量定理的分量形式

第8页:物体的动量相对于不同的惯性系

4.物体的动量相对于不同的惯性系是不同的,但动量定律不变.车上地上

第9页:质点系动量定理质点系

二.质点系动量定理质点系
由有相互作用的若干个质点组成的系统内力:系统内各物体间的相互作用力外力:系统外物体对系统内物体的作用力

第10页:两个质点的质点系根据牛顿定律相加

1.两个质点的质点系根据牛顿定律相加

第11页:质点系动量定理

2.n个质点的质点系因内力总是成对出现可得或合外力总动量或即系统所受合外力的冲量等于质点系总动量的增量——质点系动量定理

第12页:系统动量守恒定律分量形式时=常量

三.系统动量守恒当合外力时:=常矢量即质点系所受合外力为零时,质点系的总动量保持不变——系统动量守恒定律分量形式时=常量时=常量=常量时

第13页:例1 质量m=1kg的小球作半径R=

[例1]质量m=1kg的小球作半径R=2m的圆周运动,运动方程为(自然坐标),求小球从到所受外力的冲量?解:以O为自然坐标原点时时圆周周长

第14页:小球速度动量方向如图

小球速度动量方向如图

第15页:方向

方向

第16页:例2 一质点受合外力作用

解:由冲量定义有[例2]一质点受合外力作用,外力为求此质点从静止开始在2s内所受合外力的冲量和质点在2s末的动量?(SI)

第17页:根据动量定理大小方向

根据动量定理大小方向

第18页:例3 一装沙车以v=3m/s的速率

[例3]一装沙车以v=3m/s的速率从沙斗下面通过。每秒钟落入车厢的沙为,如果使车厢的速率保持不变,应用多大的牵引力?(车与轨道的摩擦不计)解:设m为t时刻已落入车厢的沙的质量

第19页:以m和dm为研究系

以m和dm为研究系统t+dt时刻t时刻水平总动量为增量根据动量定理

第20页:例4 质量为m的人站在一质量

[例4]质量为m的人站在一质量为M、长为l的小车一端,由静止走向车的另一端,求人和小车各移动了多少距离?(不计摩擦)解:水平方向上车和人系统不受外力作用故动量守恒m

第21页:运动方向相反人相对于车的速度

设车和人相对地面速度分别为和即——运动方向相反人相对于车的速度为

第22页:设人在时间t内走到另一端

设人在时间t内走到另一端m

第23页:例5 一条单位长度

解:设时间内有的铁链被提起,由动量定理所受的平均冲力满足:[例5]一条单位长度为的均匀铁链在地面上卷成一堆,一人拿起一端以速度v匀速提高。当手离地面的高度为x时,手的提力为多大?

第24页:又铁链匀速上升,即a=0

又铁链匀速上升,即a=0

第25页:例6 如图:质量为M的滑块正沿光滑水

例6 如图:质量为M的滑块正沿光滑水

  • [例6]如图:质量为M的滑块正沿光滑水平面向右滑动
  • 一质量m的小球,水平向右飞行,以速度(相对地)与滑块相碰,碰后,以竖直向上弹起
  • 假设碰撞时间为
  • 求此过程中滑块对地的平均作用力和滑块速度增量的大小?mMvxymmgMMg

第26页:解:建立如图坐标对m,M组成的系

解:建立如图坐标对m,M组成的系统,由质点组的动量定理Y方向:X 方向:X方向系统动量守恒

第27页:§3-2 牛顿第二定律的积分形式

§3-2牛顿第二定律的积分形式之二:动能定理一.功和功率力在位移方向上的分量与位移大小的乘积为该力所作的功1.功:(1)恒力直线功sF

第28页:元功或(2)变力曲线运动

——元功或(2)变力曲线运动

第29页:由a移动到b在直角坐标系中

由a移动到b在直角坐标系中2.功率单位时间内力所作的功运动守恒下

第30页:§3-3 保守力的功、势能、势定理

§3-3保守力的功、势能、势定理2 弹性势能完全弹性碰撞:碰撞前后,械能守恒。非完全弹性碰撞:碰撞前后,机械能有损失(转化为热、声等能)。

第31页:完全非弹性碰撞

完全非弹性碰撞:碰撞前后,机械能有损失,并以共同的速度运动。二.完全非弹性碰撞

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