动量守恒定律和能量守恒定律.ppt

第三章动量守恒定律和能量守恒定律,3.1质点和质点系的动量定理,力的时间积累，即冲量,m,动量,牛顿运动定律,结论,力F的元冲量,一、冲量和动量,二、质点动量定理,质点动量的增量等于合外力乘以作用的时间,（动量定理的微分形式）,对一段有限时间有,x,y,z,O,质点动量的增量等于合力对质点作用的冲量质点动量定理,(1)物理意义：,质点动量的变化依赖于作用力的时间累积过程,合力对质点作用的冲量,质点动量矢量的变化,(2)矢量性：,冲量的方向与动量的增量方向相同,讨论,（动量定理积分形式）,在力的整个作用时间内，平均力的冲量等于变力的冲量,平均力,冲量的任何分量等于在它自己方向上的动量分量的增量,动量定理的分量形式,例一篮球质量0.58kg，从2.0m高度下落，到达地面后，以同样,解篮球到达地面的速率,对地平均冲力,相当于40kg重物所受重力!,速率反弹，接触时间仅0.019s.,求对地平均冲力?,l牛顿第二定律与动量定理的处理问题的不同(1)牛顿第二定律反映了质点受到的合力与它获得的加速度之间的瞬时关系。要求得质点加速度随时间的变化，就要准确知道质点受到合力随时间的变化关系。(2)动量定理则说明力对质点作用一段时间所产生的积累作用，这个积累作用导致质点在这段时间的动量变化。只要计算出一段时间内合力对质点作用的冲量，就能求得质点在这段时间前后质点速度的变化，而无须去研究质点在每一时刻的运动情况，使问题得以简化。,三、质点系动量定理,P表示质点系在时刻t的动量,（质点系动量定理）,一对内力,直角坐标系：,在有限时间内：,(1)只有外力可改变系统的总动量,(2)内力可改变系统内单个质点的动量,说明,某段时间内，质点系动量的增量，等于作用在质点系上所有外力在同一时间内的冲量的矢量和质点系动量定理,质点系动量的变化只取决于系统所受的合外力，与内力的作用没有关系。合外力越大，系统动量的变化率就越大；合外力的冲量越大，系统动量的变化就越大。在质点系里，各质点受到的内力及内力的冲量并不等于零，内力的冲量将改变各质点的动量。但是，对内力及内力的冲量求矢量和一定等于零，因此内力并不改变质点系的总动量，只起着质点系内各质点之间彼此交换动量的作用，或者改变总动量在各个质点上的分配。,一粒子弹水平地穿过并排静止放置在光滑水平面上的木块,已知两木块的质量分别为m1,m2，子弹穿过两木块的时间各为t1,t2，设子弹在木块中所受的阻力为恒力F,子弹穿过第一木块时，两木块速度相同，均为v1,子弹穿过第二木块后，第二木块速度变为v2,例,解,求子弹穿过后，两木块各以多大速度运动,解得,3.2质点系动量守恒定律,当,动量守恒的分量表述,(1)动量守恒定律适用于惯性系,质点系动量守恒定律,说明,(2)动量守恒定律也适用于高速，微观领域,例如图所示，人与船构成质点系，人与船质量分别为m和M，且M=3m，船长为L，忽略水的阻力，当人从船头走到船尾,解,在水平方向上，合外力为零，则,则,x,O,求人和船各移动的距离,解得,由于,M=3m,因此,又,即,宇航火箭在某航程中可忽略外力作用。,假设,3.3火箭飞行原理,例质量为m的匀质链条，全长为L，,开始时，下端与地面的距离为h,当链,条自由下落在地面上时,所受链条的作用力？,L,h,解设,链条在此时的速度,根据动量定理,地面受力,m,求链条下落在地面上的长度为l(lb0，拉力大于最大静摩擦力时，链条将开始滑动。,设链条下落长度y=b0时，处于临界状态,(2)以整个链条为研究对象，链条在运动过程中各部分之间相互作用的内力的功之和为零，,摩擦力的功,重力的功,根据动能定理有,四、能量守恒定律,能量不能消失，也不能创造，只能从一种形式转换为另一种形式。对一个封闭系统来说，不论发生何种变化，各种形式的能量可以互相转换，但它们总和是一个常量。这一结论称为能量转换和守恒定律。,3.机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在机械运动范围内的体现,1.能量守恒定律可以适用于任何变化过程,2.功是能量交换或转换的一种度量,例如：利用水位差推动水轮机转动，能使发电机发电，将机械能转换为电能。,讨论,电流通过电热器能发热，把电能又转换为热能。,谢谢大家！,