动量守恒定律和能量守恒定律--大学物理课件.ppt

1、 是分层次的，是分层次的，有的有的只对某些具只对某些具体事物适用，如胡克定律只适用于弹性体；体事物适用，如胡克定律只适用于弹性体；有有的的在一定范畴内成立，如牛顿定律适用于一切在一定范畴内成立，如牛顿定律适用于一切低速运动的宏观物体；低速运动的宏观物体；有的有的则在自然界的所有领域起作用，则在自然界的所有领域起作用，属于属于自然界更深层次、最为基本的规律自然界更深层次、最为基本的规律，如能量守，如能量守恒、动量守恒等恒、动量守恒等守恒定律守恒定律。物理规律物理规律 研究对象研究对象?质点系统质点系统 过程问题过程问题 守守 恒恒 量量?对于物体系统内发生的各种过程，如果某物对于物体系统内发生的

2、各种过程，如果某物理量理量始终保持不变始终保持不变，该物理量就叫做守恒量。，该物理量就叫做守恒量。守恒定律守恒定律?由宏观现象总结出来的最深刻、最简洁的自由宏观现象总结出来的最深刻、最简洁的自然规律。（动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定然规律。（动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律和角动量守恒定律等）律和角动量守恒定律等）适用范围适用范围?不仅适用于宏观也适用于微观世界，不仅适不仅适用于宏观也适用于微观世界，不仅适用于任何物理过程，也适用于化学、生物等其他过程，是用于任何物理过程，也适用于化学、生物等其他过程，是自然界的普遍规律。自然界的普遍规律。基本要求基本要求1 1、动量守恒定

3、律、动量守恒定律 (1)(1)掌握：质点系的动量定理；动量守恒定律。掌握：质点系的动量定理；动量守恒定律。(2)(2)理解：冲量的概念；质点和质点系的动量。理解：冲量的概念；质点和质点系的动量。(3)(3)了解：系统内质量移动问题。了解：系统内质量移动问题。2 2、能量守恒定律、能量守恒定律 (1)(1)掌握：变力作功的计算；动能定理；功能原理；机械掌握：变力作功的计算；动能定理；功能原理；机械 能守恒定律；能量守恒定律；质心运动定律。能守恒定律；能量守恒定律；质心运动定律。(2)(2)理解：保守力与非保守力；保守力作功；势能；完全理解：保守力与非保守力；保守力作功；势能；完全 弹性碰撞；完全

4、非弹性碰撞；质心。弹性碰撞；完全非弹性碰撞；质心。(3)(3)了解：势能曲线。了解：势能曲线。力力的的累积累积效应效应EWrFpIttF,)(对对 累积累积对对 累积累积动量、冲量动量、冲量、动量定理、动量守恒定律、动量定理、动量守恒定律动能、功、动能定理、机械能守恒定律动能、功、动能定理、机械能守恒定律第一讲质点和质点系的动量定理第一讲质点和质点系的动量定理“动能动能”？“能量能量”？“动量动量”？“冲量冲量”？动量动量vmp)(dddvmptFtmtpFd(ddd)v121221dvvmmpptFtt 冲量定义：冲量定义：21dtttFI1221dvvmmtFItt)(vmdpddtF微分

5、形式微分形式积分形式积分形式动量定理动量定理：在给定的时间间隔内，外力作用在质点在给定的时间间隔内，外力作用在质点上的上的冲量冲量，等于等于质点在此时间内质点在此时间内动量的增量动量的增量。动量定理动量定理某方向受到冲量，该方向上动量就增加某方向受到冲量，该方向上动量就增加说明说明 分量表示分量表示yyttyymmtFI1221dvvzzttzzmmtFI1221dvvxxttxxmmtFI1221dvv“船行八面风船行八面风”帆船靠风力推动前进，帆船靠风力推动前进，只要有风，不管风从什么方向只要有风，不管风从什么方向吹来，都可借助风力前进。吹来，都可借助风力前进。pppI12质点系质点系1m

6、2m12F21F1F2F20222212d)(21vvmmtFFtt10111121d)(21vvmmtFFtt 对两质点分别应用质点动对两质点分别应用质点动量定理：量定理：外力外力和和内力内力)()(d)(20210122112121vvvvmmmmtFFtt因内力和因内力和 ，02112 FF故将两式相加后得：故将两式相加后得：20222212d)(21vvmmtFFtt10111121d)(21vvmmtFFttniiiiniittmmtF101ex21dvv作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量 质点系动量定理质点系动量定理N21exFFF

7、F0101ex21dppmmtFniiiiniittvv0ppI区分区分外力外力和和内力内力内力仅能改变系统内某个物体的动量，内力仅能改变系统内某个物体的动量，但不能改变系统的总动量。但不能改变系统的总动量。注意注意（1）F 为恒力为恒力tFI（2）F 为变力为变力)(d1221ttFtFItt讨论讨论Ftt1t2OFt1t2tFO平均冲力平均冲力1vm2vmvm12121221dttmmtttFFttvv动量定理常应用于碰撞问题动量定理常应用于碰撞问题F注意注意 越小，则越小，则 越大越大tF在在 一定时一定时p1vm2vmxy 例例1一质量为一质量为0.05 kg、速率、速率为为10 ms

8、-1钢球，以与钢板法线呈钢球，以与钢板法线呈45角的方向撞击在钢板上，并以角的方向撞击在钢板上，并以相同的速率和角度弹回来。设碰相同的速率和角度弹回来。设碰撞时间为撞时间为0.05 s，求在此时间内钢，求在此时间内钢板所受到的平均冲力板所受到的平均冲力。O 解解由动量定理得：由动量定理得：0sinsinvvmmN1.14cos2tmFFxv方向与方向与 轴正向相同轴正向相同OxxxxmmtF12vv cos2 vm)cos(cosvvmmyyymmtF12vv1vm2vmxyF FO 例例2 一柔软链条长为一柔软链条长为l，单位长度，单位长度的质量为的质量为，链条放在有一小孔的桌上，链条放在有

9、一小孔的桌上，链条一端由小孔稍伸下，其余部分堆链条一端由小孔稍伸下，其余部分堆在小孔周围。由于某种扰动在小孔周围。由于某种扰动,链条因自链条因自身重量开始下落。身重量开始下落。m1m2Oyy求链条下落速度求链条下落速度v与与y之间的关系之间的关系。设各处摩擦均不计，且。设各处摩擦均不计，且认为链条软得可以自由伸开。认为链条软得可以自由伸开。思考思考5分钟分钟 解解 以竖直悬挂的链条和桌面上以竖直悬挂的链条和桌面上的链条的链条为一系统为一系统，建立坐标系建立坐标系由质点系动量定理得由质点系动量定理得:ptFddexyggmF1ex则则)d(d vytyg)d()()(dvyyvdmvdptddvyyg m1m2Oyytddvyyg 两边同乘以两边同乘以 则则 yydvvvyyyyyygyddddd2tvvvyyyyyyg002dd21 32gyv232131vygym1m2Oyy思考思考:用牛顿定律是否可解此题用牛顿定律是否可解此题?如何解如何解?同学们再见！同学们再见！