動(dòng)量守恒定律

1、動(dòng)力學(xué)研究物體間的相互作用力及由此產(chǎn)生的物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的規(guī)律。一 牛頓運(yùn)動(dòng)定律及應(yīng)用舉例二 非慣性系、慣性力三 動(dòng)量及其守恒定律四 角動(dòng)量及其守恒定律主要內(nèi)容：第三章 動(dòng)量守恒定律一、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表述第一定律 任何物體都保持靜止的或沿一條直線(xiàn)作勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。第二定律 運(yùn)動(dòng)的變化與所加的動(dòng)力成正比；并且發(fā)生在這力所沿的直線(xiàn)的方向上。第三定律 對(duì)于每一個(gè)作用，總有一個(gè)相等的反作用與之相反；或者說(shuō)，兩個(gè)物體對(duì)各自對(duì)方的相互作用總是相等的，而且指向相反的方向。說(shuō)明說(shuō)明說(shuō)明牛頓第一定律： 定性指出了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系； 定義了慣性參考系兩個(gè)概念： 慣性（物

2、體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變） 力 （迫使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變）返回說(shuō)明：1.牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律。 只適用于慣性參考系一般形式：2.矢量方程及其分量式直角坐標(biāo)系：自然坐標(biāo)系：切向：法向：牛頓第二定律： 給出力和運(yùn)動(dòng)的定量關(guān)系 牛頓的原文表述：運(yùn)動(dòng)的變化與所施加的力成正比，并且發(fā)生在力所沿直線(xiàn)方向上?！斑\(yùn)動(dòng)”與動(dòng)量 屬同一概念說(shuō)明：1.微分形式普遍適用。2.當(dāng)?shù)退龠\(yùn)動(dòng)時(shí) (v mA ，兩者用輕繩相連，A與平面間的摩擦系數(shù)為k， 求（1）兩物體一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。（2）若兩物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求B物體的運(yùn)動(dòng)函數(shù)。解：認(rèn)物體：以A、B為研究對(duì)象查受力：分析受力情況，畫(huà)出示力圖。AmAgFNFfFTA

3、aBmBgFTBaYXOAB看運(yùn)動(dòng)：畫(huà)出加速度方向。列方程：根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律（第二定律）。 繩與滑輪的質(zhì)量可忽略 求解：解上述方程AmAgFNFfFTAaBmBgFTBaYXO（2）求運(yùn)動(dòng)函數(shù)： x=x(t)，y=y(t)找初始條件，用積分方法以B物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，并選取為坐標(biāo)原點(diǎn)，向下為正方向。初始條件：三、慣性參考系當(dāng)僅研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可根據(jù)情況任意選擇參考系（運(yùn)動(dòng)學(xué)），如果涉及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，即動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，參考系不能任意選擇。a乙mgN甲SS在 S 參考系，小物體符合牛頓定律，在 S 則不然慣性參考系：牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用的參考系。幾種實(shí)用的慣性參考系地面參考系地心參考系日心參考系凡相

4、對(duì)已知慣性參考系作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的參考系都是慣性系。 一個(gè)參考系是不是慣性系，只能由試驗(yàn)確定。最基本的判據(jù)就是牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立與否。 在實(shí)踐中，人們總是根據(jù)實(shí)際需要選取近似的慣性參考系。比如，在研究地面上物體小范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球是一個(gè)很好的慣性系。在研究太陽(yáng)系中天體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)是一個(gè)很好的慣性系。 兩個(gè)參考系之間，加速度變換 質(zhì)點(diǎn) m 在慣性系中在非慣性系中在非慣性系引入慣性力在非慣性系牛頓第二定律在非慣性系不成立慣性力勻加速運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂內(nèi)，觀(guān)察單擺，平衡位置時(shí)的角度（加速度 a0 ，質(zhì)量 m）a0SS 平動(dòng)參考系：在車(chē)廂這個(gè)非慣性參考系中，小球受力如圖圓盤(pán)靜止：圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)：地面觀(guān)察圓盤(pán)觀(guān)察B看

5、到 ，但球偏向運(yùn)動(dòng)的前方的右側(cè)球出手后：水平方向不受真實(shí)力一定受到慣性力轉(zhuǎn)動(dòng)參考系中物體的加速現(xiàn)象-科里奧利效應(yīng) 虛擬的慣性力-科里奧利力A 和B離轉(zhuǎn)軸的距離分別為rA和rB球從A到B的時(shí)間：球偏離AB直線(xiàn)的距離：圓盤(pán)觀(guān)察沿BB的運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)科里奧利力如果物體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系運(yùn)動(dòng)，那么物體除了受到慣性離心力外，還受到另一種慣性力科里奧利力(Coriolisforce)，其表達(dá)式為:Fc稱(chēng)為科里奧利力。式中m為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，v為質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于非慣性系的速度，為非慣性系轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度?？评飱W利力和慣性離心力一樣，是由于將牛頓第二定律應(yīng)用于非慣性系而引入的修正項(xiàng)，無(wú)施力者，但在非慣性參考系中，

6、這一力也可以感受到，觀(guān)察到。在地球上，運(yùn)動(dòng)物體會(huì)由于地球的自轉(zhuǎn)而受到科里奧利力的作用，如落體偏東；氣體受到科里奧利力影響形成環(huán)流-強(qiáng)熱帶風(fēng)暴；北半球的河流都是右岸比較陡峭，左岸比較平緩。而傅科擺，則是地球作為非慣性系的一個(gè)生動(dòng)的證明。北半球的一次強(qiáng)熱帶風(fēng)暴的衛(wèi)星照片。傅科擺慣性力的應(yīng)用1、解釋自然現(xiàn)象2、解決技術(shù)問(wèn)題3、用于力學(xué)計(jì)算測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體加速度航空航天器中分離不同密度物質(zhì)化工行業(yè)中潮汐牛頓第二定律力和加速度瞬時(shí)力的積累時(shí)間空間動(dòng)量定理功物理量 稱(chēng)守恒量（守恒定律自然規(guī) 律最深刻、最簡(jiǎn)潔的陳述）始終保持不變主要內(nèi)容：沖量與動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理動(dòng)量守恒定律質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定律四、動(dòng)量與動(dòng)量守恒21

7、由牛頓第二定律的微分形式考慮時(shí)間過(guò)程 :稱(chēng)為力的沖量（時(shí)間的積累量）動(dòng)量定理（積分形式）1.沖量與動(dòng)量定理在dt時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所受合外力的沖量等于在同一時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的增量動(dòng)量定理動(dòng)量定理（微分形式）22說(shuō)明：1 力在一段時(shí)間過(guò)程內(nèi)的累積效果，僅適用于慣性系統(tǒng)；3 動(dòng)量定理的矢量方程及分量式2 動(dòng)量定理指的是合外力的沖量與物體動(dòng)量變化的關(guān)系，并非是某一個(gè)力的沖量。23平均沖力的概念曲線(xiàn)下面積(力的沖量)=矩形面積FxtFxO(s)(N)t1t2在打擊和碰撞問(wèn)題中，作用時(shí)間很短、量值很大、變化很快的力，一般稱(chēng)為沖力。平均沖力24乒乓球運(yùn)動(dòng)員用海棉膠粒球拍推擋速度v010m/s水平飛來(lái)的乒乓球，球拍平面與水平成45擊球后，乒乓球又以v20m/s的速度沿與球拍平面成60夾角的方向飛出。若球拍與乒乓球接觸時(shí)間是0.02秒，求球拍施于球