大学普通物理省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

动量守恒定律和能量守恒定律第三章Physics1/18牛顿定律标准上可处理任何动力学问题.不过它是瞬时规律,需要知道力随时间改变细节.(1)不能处理受力复杂问题:碰撞（宏观）、散射（微观）;(2)只适合用于宏观低速问题;(3)不能反应力对时间和空间积累效应.力累积效应对积累对积累动量、冲量、动量定理、动量守恒动能、功、动能定理、机械能守恒2/18一.冲量质点动量定理

冲量（矢量）§3-1质点和质点系动量定理牛顿第二定律微分形式:左侧积分表示力对时间累积量,叫做冲量.冲量方向——速度增量方向.3/18动量定理在给定时间间隔内,外力作用在质点上冲量,等于质点在此时间内动量增量．分量表示某方向受到冲量,该方向上动量就增加．矢量关系动量是状态量,而冲量与过程相关4/18两根完全相同线,用手拉下面那根线,1.向下猛一扽；2.用力慢慢拉线，分别是那根线先断？（假设拉力大于线能承受耐力（极限张力））F下面线断而球不动上面线先断思索题：5/18质点系二.质点系动量定理对两质点分别应用质点动量定理：因内力,故将两式相加后得：6/18

作用于系统合外力冲量等于系统动量增量——质点系动量定理注意内力存在只改变系统内动量分配,即可改变每个质点动量;而不能改变系统总动量,即:内力对系统动量无影响.7/18动量定理几点说明：(1)

不需要考虑中间过程,能够由始末状态求解问题.(2)在打击或碰撞问题中求平均力.实际问题中,常以平均冲力近似表示物体间冲力大小：(3)

动量定理是牛顿第二定律积分形式,所以其使用范围是惯性系.8/18结论：物体动量改变一定情况下,作用时间越长,物体受到平均冲力越小;反之则越大.应用：利用冲力:增大冲力,减小作用时间——冲床防止冲力:减小冲力,增大作用时间——轮船靠岸时缓冲9/18一质量为1kg物体,置于水平地面上,物体与地面之间静摩擦系数m0＝0.20,滑动摩擦系数m＝0.16,现对物体施一水平拉力F＝t+0.96(SI),则2秒末物体速度大小v＝______________．0.89m/s参考解：在0

1s内,F<m0mg,未拉动物体.在1s2s内,由

mv–0=I，可得

v=I/m=0.89m/s10/18例1质量M=3t重锤,从高度h=1.5m处自由落到受锻压工件上,工件发生形变.假如作用时间

=0.1s,试求锤对工件平均冲力.h解:以重锤为研究对象,分析受力,作受力图：锤对工件冲力改变范围很大,采取平均冲力计算,其反作用力用平均支持力代替.末状态动量为0初状态动量为解得代入M、h、

值,求得：法一：取竖直向上为正.作用时间越短,平均冲力越大,此时重力可忽略.11/18h法二：从锤自由下落到静止过程,动量改变为零.重力作用时间为支持力作用时间为

依据动量定理,整个过程合外力冲量为零,即得到例1质量M=3t重锤,从高度h=1.5m处自由落到受锻压工件上,工件发生形变.假如作用时间

=0.1s,试求锤对工件平均冲力.12/18例2

一长为l,密度均匀绳子,其单位长度质量为,将其卷成一堆放在地面上,如图所表示.若用手握住绳子一端,(1)以恒定加速度a从静止竖直向上提绳,当提起高度为y时,作用在绳端力为多少?(2)以恒定速度v竖直向上提绳,当提起高度为y时,作用在绳端力又为多少?(3)以恒定力F竖直向上提绳,当提起高度为y时,绳端速度为多少?Oy13/18(1)以恒定加速度a从静止竖直向上提绳,当提起高度为y时,作用在绳端力为多少?解：Oy14/18(2)以恒定速度v竖直向上提绳,当提起高度为y时,作用在绳端力又为多少?Oy15/18(3)以恒定力F竖直向上提绳,当提起高度为y时,绳端速度为多少?方程两边乘以ydyOy16/18P56例2一柔软链条长为l,单位长度质量为

.链条放在桌上,桌上有一小孔,链条一端由小孔稍伸下,其余部分堆在小孔周围.因为某种扰动,链条因本身重量开始落下.求链条下落速度与落下距离之间关系.设链与各处摩擦均略去不计,且认为链