《物理ch041动量ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理ch041动量ppt课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自然与自然规律为黑暗隐藏：上帝说，让牛顿来！一切遂臻光明。 蒲柏16881744Nature and nature,s law lay hid in night:God said let Newton be! And all was light A.Pope 16881744同窗同窗们好好?英英I . Newton1642-1727第四章：第四章： 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律第五章：第五章： 角动量角动量 角动量守恒定律角动量守恒定律第六章：第六章： 机械能机械能 机械能守恒定律机械能守恒定律 运动学第三章运动学第三章 运动的描画运动的描画动力学动力学运动的度量运动的度量特点：以守恒量
2、和守恒定律特点：以守恒量和守恒定律为中心。中心。第四章第四章 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律恒力，质点，惯性系恒力，质点，惯性系变力，质点系，非惯性系变力，质点系，非惯性系以动量及其守恒定律为主线，从动量变化率引入牛顿运以动量及其守恒定律为主线，从动量变化率引入牛顿运动定律，并在中学根底上扩展其运用范围。动定律，并在中学根底上扩展其运用范围。质量质量速度速度动量动量变化率变化率动量动量定理定理动量守恒动量守恒定律定律牛顿运动定律牛顿运动定律动量量构造框图构造框图学学时：4难点：点：变力作用的力作用的动力学力学问题； 惯性力，非性力，非惯性系中的力学定律性系中的力学定律重点重点概念：质点、质
3、点系的动量；概念：质点、质点系的动量； 力的冲量；力的冲量； 规律：牛顿运动定律；规律：牛顿运动定律； 动量定理的微分方式和积分方式；动量定理的微分方式和积分方式； 动量守恒定律动量守恒定律 4.1 4.1 动量量 动量的量的时间变化率化率一一.质点问题质点问题1.1.质点的动量质点的动量量度质点机械运动的强度量度质点机械运动的强度2.2.质点动量的时间变化率质点动量的时间变化率质点动量的时间变化率是质点所受的合力质点动量的时间变化率是质点所受的合力牛顿第二定律的普通方式牛顿第二定律的普通方式特例特例二二.质点系问题质点系问题如何如何简化？化？1.1.质点系的动量质点系的动量质量分别为质量分别
4、为: :位矢分别为位矢分别为: :动量分别为动量分别为: :质点系总质量：质点系总质量： 质点系总动量：质点系总动量：xyzO类比法类比法质点质点质点系质点系质点系总动量：质点系总动量：2.2.质心质心xyzO寻觅特殊点特殊点 C 质心心其位矢其位矢为 =?质心位矢：质心位矢：权重权重即：即：质心位矢是各心位矢是各质点位矢的加点位矢的加权平均。平均。xyzO直角坐标系中，质心的位置：直角坐标系中，质心的位置：xyzOdm：宏：宏观小，微小，微观大大质量延续分布的质点系质量延续分布的质点系质心的速度与加速度：质心的速度与加速度：质心速度是各质点速度的加权平均质心速度是各质点速度的加权平均质心加速
5、度是各质点加速度的加权平均质心加速度是各质点加速度的加权平均同理：同理：3.质点系动量的时间变化率质点系动量的时间变化率 质心运动定理质心运动定理质点系内质点间的内力总是成对出现，因此必有质点系内质点间的内力总是成对出现，因此必有内力内力质点系内点系内质点点间的相互作用力的相互作用力外力外力质点系外的物体点系外的物体对系内任一系内任一质点的作用力点的作用力同一力同一力对某一系某一系统为外力，外力，而而对另一系另一系统那么能那么能够为内内力力 在所选定的参考系中，在所选定的参考系中，N个质量分别为个质量分别为 动量动量分别为分别为 的质点组成一个质点系。由质点动量的质点组成一个质点系。由质点动量
6、定理，每个质点所受的合力分别为定理，每个质点所受的合力分别为将以上各式相加，并思索到将以上各式相加，并思索到得：得：即即结论：质点系所受外力的矢量和等于质点系的总动结论：质点系所受外力的矢量和等于质点系的总动量的时间变化率。量的时间变化率。质心的运动质心的运动 质点质点质量质量位于位于受力受力其运动与系统其运动与系统内质点相互作内质点相互作用无关用无关将将代入上式得代入上式得 质心运动定理质心运动定理小小结质点质点质点系质点系根本方法：用质心作为物体质点系的代表，根本方法：用质心作为物体质点系的代表，描画质点系整体的平动。描画质点系整体的平动。刚体或柔体刚体或柔体4.2 4.2 习题课运运动定
7、律的运用定律的运用一一.惯性系和非惯性系惯性系和非惯性系惯性系：性系：惯性定律在其中成立的参考系，即其中不受外性定律在其中成立的参考系，即其中不受外力作用的物体自在粒子永力作用的物体自在粒子永远坚持静止或匀速直持静止或匀速直线运运动的形状。的形状。如何判别一个参考系能否惯性系？如何判别一个参考系能否惯性系？实际上：分别调查受力和运动，检验其能否遵守惯性定律实际上：分别调查受力和运动，检验其能否遵守惯性定律 “惯性原理的弱点在于它会有这样一种循环论证：假设一个物体分开别的物体都足够远，那么它运动起来没有加速度；而只需由于它没有加速度这一现实，我们才知道它分开别的物体是足够远。 爱因斯坦实践上：力
8、、运动、参考系三者不是相互独立的。实践上：力、运动、参考系三者不是相互独立的。 惯性系是参考系中的理想模型，其存在是牛顿力学的惯性系是参考系中的理想模型，其存在是牛顿力学的根底和前提。根底和前提。实践处置：实践处置： 选择对所研讨问题适宜的近似惯性系选择对所研讨问题适宜的近似惯性系太阳绕银河系中心公转：太阳绕银河系中心公转：太阳参考系恒星基准：较好的惯性系太阳参考系恒星基准：较好的惯性系地球绕太阳公转：地球绕太阳公转：地球参考系：非惯性系地球参考系：非惯性系重要性重要性质：相：相对知知惯性系静止或匀速直性系静止或匀速直线运运动的参考的参考系是系是惯性系；相性系；相对知知惯性系加速运性系加速运动
9、的参考系是非的参考系是非惯性系。性系。对于日常运于日常运动的研的研讨和和实验，地面可作，地面可作为近似程度近似程度相当好的相当好的惯性系；而相性系；而相对地面加速运地面加速运动的参考系是的参考系是非非惯性系。性系。地面绕过地心的轴自转：地面绕过地心的轴自转：地面参考系：非惯性系地面参考系：非惯性系地心参考系：近似的惯性系地心参考系：近似的惯性系实践生活中存在大量非惯性系，分为两类：实践生活中存在大量非惯性系，分为两类：加速平动参考系加速平动参考系转动参考系转动参考系其中牛顿运动定律不成立其中牛顿运动定律不成立分分别讨论惯性系和非性系和非惯性系中的力学定律性系中的力学定律十十六六字字诀诀选定坐定
10、坐标 参考系、坐参考系、坐标系、正方向系、正方向隔离物体隔离物体 明确研明确研讨对象象详细分析分析 研研讨对象的运象的运动情况和受力情况情况和受力情况建立方程建立方程 分量式分量式二二.惯性系中的力学定律惯性系中的力学定律例例1. 一艘质量为一艘质量为 m 的潜水艇，全部浸没水中，并由的潜水艇，全部浸没水中，并由静止开场下沉。设浮力为静止开场下沉。设浮力为 F ，水的阻力，水的阻力 f = kAv， 式中式中A 为潜水艇程度投影面积，为潜水艇程度投影面积，k 为常数。求潜水艇为常数。求潜水艇下沉速度与时间的关系。下沉速度与时间的关系。由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：解：以潜艇为研讨对象，受力如
11、图哪些是恒力？解：以潜艇为研讨对象，受力如图哪些是恒力？ 哪些是变力？哪些是变力？在地面系中建立如图坐标在地面系中建立如图坐标fomgFc+讨论潜艇运潜艇运动情况：情况：极限速率收尾速率极限速率收尾速率类似处置：跳伞运发动下落，类似处置：跳伞运发动下落， 有阻力的抛体运动有阻力的抛体运动小球在粘滞流体中下落小球在粘滞流体中下落.练习：练习：一物体作有阻力的抛体运动一物体作有阻力的抛体运动知：知：求：求： 轨道方程轨道方程解：解： 先建立先建立 x，y 方向的运动微分方程，方向的运动微分方程， 受力情况如图：受力情况如图：用积分法求解用积分法求解消去消去 t t ，得轨道方程，得轨道方程Mm例例
12、2.2.知：知： 求：求：m m对对M M的正压力的正压力N N 对对 的加速度的加速度解：解：对不对？对不对？xymgN此结果是以此结果是以M为参考系得出的为参考系得出的能否在能否在M系中用牛系中用牛顿定律列方程？定律列方程？M能否能否惯性系？性系？以地面为参考系以地面为参考系,列列 M 的运动方程：的运动方程：MQxMgy受力情况如图：受力情况如图：以地面以地面为参考系参考系, 列列 m 的运的运动方程：方程：以地面为参考系以地面为参考系, 列列 m 的运动方程：的运动方程：yxmgN以地面为参考系列方程：以地面为参考系列方程：由由1 1、3 3、4 4解得：解得：yxmgN可用极限法检验
13、：可用极限法检验：留意：留意： 只能对惯性系建立牛顿运动方程只能对惯性系建立牛顿运动方程 会处理类似的关联体问题会处理类似的关联体问题B B不是惯性系不是惯性系绳不是惯性系绳不是惯性系例例3. 3. 知：质量均匀的绳在程度面内转动知：质量均匀的绳在程度面内转动, ,求：张力求：张力绳内部相邻两部绳内部相邻两部分相互作用力分相互作用力均不均不满足足思索：思索：1.1.绳上上张力能否力能否处处相等？相等？解：在绳上取微元解：在绳上取微元 程度面内法向运程度面内法向运动方程：方程：思索：思索：2. 2. 如何求系统内力？如何求系统内力？设法将法将 内力内力外力外力暴露暴露受力分析：受力分析：如何确定如何确定积分限？分限？边境条件边境条件小小结：例题例题1 1：变力问题：变力问题例题例题2 2：关联体问题，系统内物体有相对运动：关联体问题，系统内物体有相对运动例题例题3 3：求内力问题：求内力问题牛顿运动定律只对惯性系成立。牛顿运动定律只对惯性系成立。留意：留意：
