1、同学们好！,2.3 动量 动量守恒定律,第三章 动量守恒和能量守恒,一、质点的动量 冲量,动量,（量度机械运动的强度）,（2-12）,第三章 动量守恒和能量守恒,难点:变力的冲量计算(如作用于网球上的冲力),单位：Ns 量纲：,冲量（矢量）,物理意义：量度力对时间的积累作用效果,第三章 动量守恒和能量守恒,（1） F 为恒力,（2） F 为变力,讨论,在打击过程中，由于冲力的作用时间很短，无法确定F的瞬时值，则可用平均冲力的冲量来代替变力的冲量。,(3) 动量为状态量，冲量为过程量。(4) 冲量的计算方法:(求变力的冲量):,例1,求：力在0到T/4时间内的冲量,定义法,第三章 动量守恒和能量
2、守恒,例 2 一质量为5 kg的物体，其所受力 F 随时间的变化关系如图，设物体从静止开始运动，则0-20 s内该力对物体的冲量为多少?,解,-5,10,10,20,t/s,F/N,5,0,图示法 ？,二维问题,解析法,动量定理 在给定的时间间隔内，合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,第三章 动量守恒和能量守恒,二、质点的动量定理,分量表示,第三章 动量守恒和能量守恒,力对时间的积累作用效果在于改变质点的动量。,（2.14）,例3 质量 的质点受力 的作用，且力方向不变t=0 s时从v0=10 ms-1开始作直线运动（v0方向与力向相同），求：(1)02 s内，力的冲量 I
3、；(2)t=2 s时质点的速率v2(式中力的单位为N，时间单位为s),(2) 应用质点动量定理,代入数据解得：,由打击过程的动量定理可求平均冲力（P35）,例4一质量为0.05 kg、速率为10 ms-1的刚球，以与钢板法线呈45角的方向撞击在钢板上，并以相同的速率和角度弹回来设碰撞时间为0.05 s求在此时间内钢板所受到的平均冲力,O,第三章 动量守恒和能量守恒,解 由动量定理得：,方向与 轴正向相同,O,第三章 动量守恒和能量守恒,例5 一吊车底板上放一质量为10 kg的物体，若吊车底板加速上升，加速度为 ，求：2 s内吊车底板给物体的冲量大小和2 s内物体动量的增量大小式中a的单位是ms
4、-2,a,FN,mg,解,a,mg,FN,分力的冲量？,质点系的动量定理,对两质点分别应用质点动量定理：,三、,第三章 动量守恒和能量守恒,第三章 动量守恒和能量守恒,作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量质点系动量定理,第三章 动量守恒和能量守恒,分量式：,质点系总动量的变化与内力的冲量无关.,1、区分外力和内力,注意,2、内力的冲量起什么作用？,3、牛顿第二定律反映了力的瞬时效应；而动量定理则反映力对时间的累积效应，即加速度与合外力对应，而动量变化与合外力的冲量对应。,但内力的冲量可以改变质点系总动量在系内各质点间的分配。,2.3.3 动量守恒定律,一、动量守恒定律,第三章 动量守恒和
5、能量守恒,(1) 系统的总动量不变，但系统内任一质点的动量是可变的,(2) 守恒条件：合外力为零,当 时，可近似地认为系统总动量守恒,讨论,(如物体空中爆炸）,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3 动量守恒定律,(3) 若 ，但满足,有,(4) 动量守恒定律是物理学最普遍、最基本的定律之一,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3 动量守恒定律,动量守恒定律不仅适用于机械运动，而且适用 于电磁运动、热运动和微观粒子的运动；不仅适用于 低速运动，而且适用于高速运动。,现代物理学中，力的概念不再处于中心地位， 取而代之的是动量和动量守恒定律 。,思考,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3 动量守
6、恒定律,例1 设有一静止的原子核，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已知电子和中微子的运动方向互相垂直，且,电子动量为1.210-22 kgms-1，中微子的动量为6.410-23 kgms-1问新的原子核的动量的值和方向如何？,二、动量守恒定律的应用,2.3.3动量守恒定律,第三章 动量守恒和能量守恒,解,图中,或,(中微子),(电子),2.3.3动量守恒定律,例2 不怕重锤击的人杂技演员仰卧在地，胸口放一重铁板，一大力士高举重铁锤用力击铁板，演员安然无恙，原因何在?,解 设铁板重M，铁锤重m，铁锤击铁板速度为v0，弹起的速度为v1，铁板获得的速度为V，应用动量守恒定律，有,
7、当 Mm, Vv,设 M = 200 m, v0= v1 =v 则 V=0.01v,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,例3 一小船质量为100kg，船头到船尾共长3.6m。现有一质量为50kg的人从船头走到船尾时，船将移动多少距离？假定水的阻力不计。,设船和人相对于岸的速度分别为,和,船和人相对于岸移动的距离分别为x和y。 由动量守恒定律,上式对时间积分,得,由题意可知,式中 L为船头到船尾的长度。由（1）、（2）解得,（2）,（1）,第三章 动量守恒和能量守恒,例4 一枚返回式火箭以 2.5103 ms-1 的速率相对惯性系S沿水平方向飞行空气阻力不计现使火箭分离为两部分,
8、 前方的仪器舱质量为100kg，后方的火箭容器质量为200kg，仪器舱相对火箭容器的水平速率为1.0103ms-1,求仪器舱和火箭容器相对惯性系的速度,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,已知,求 ,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,解,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,神舟六号待命飞天,注：照片摘自新华网,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,神舟六号点火升空,注：照片摘自新华网,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,神舟六号发射成功,http:/ 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,解：火箭和燃气组成一
9、个系统。,火箭的运动 火箭依靠排出其内部燃烧室中产生的气体来获得向前的推力。设火箭发射时的质量为m0，速率为v0，燃料烧尽时的质量为m，气体相对于火箭排出的速率为ve。不计空气阻力，求火箭所能达到的最大速率。,系统的总动量为：,时间内系统的动量增量为：,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,用增大喷气速度和增大各级火箭的质量比的方法可以提高火箭末速度。,多级火箭：,设：,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,小结,一、动量与动量的时间变化率,第三章 动量守恒和能量守恒,2.3.3动量守恒定律,二、质点的动量定理,质点系：,质点：,第三章 动量守恒和能量守恒,
