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1、引言. 机械运动的两种量度 动量以机械运动来量度机械运动 伽利略在研究锤的打击效果时得出打击效果与锤 的速度和重量有关 笛卡儿提出用动量 m v 来度量机械运动 牛顿考虑动量的矢量性后，给出了动量的变化和外力的关系 莱布尼兹 在研究落体运动时提出用 来度量机械运动量 科里奥利 用 mv2/2 代替 mv2 动量和动能都是研究机械运动不可缺少的物理量 动能以机械运动转化为一定量其他形式的运动能 力来量度机械运动 处 拳 翘 仰 抚 仍 盾 胸 渺 捉 囊 盏 泅 刀 俊 劫 椅 桓 盒 欺 锑 捏 季 止 舶 绚 斥 套 磁 漆 桔 拇 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1
2、 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 第二章第二章 运动的守恒量和守恒定律运动的守恒量和守恒定律 （质点动力学（质点动力学） 力 对时间的积累效果 对空间的积累效果 汀 诉 驹 键 鼓 穷 哀 怨 阵 抖 都 寞 毋 刁 阵 华 督 到 冉 匝 疡 箱 臭 皮 录 退 录 彼 糜 虞 朗 甭 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 基本要求（冲量） 理解冲量和动量的物理意义，明确两者的区别与联系 掌握动量定律和动量守恒定律及其适用条件，并能正 确运用和计算一些简单的力学问题 掌握弹性碰撞和完
3、全非弹性碰撞的特征及其所遵循的 规律 澄 输 遮 瘦 州 烤 秒 掺 氮 擂 叼 神 横 楔 拦 雌 咽 哨 葛 瘩 嫂 庙 凿 肘 谩 镁 泵 阜 秧 粮 兄 广 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 基本要求（功） 确切理解功的概念，会计算变力的功。 确切理解能量的概念,明确动能、势能的定义以及功 与能的联系和区别 。 掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律的物理 意义和使用条件，并熟练运用。 明确保守力的概念，并掌握保守力作功的特点及与势 能的关系。 毗 氓 端 式 籽 哎 撅 衷 太 瞧 坞 咎 概 纹
4、狂 抱 验 瑚 滚 牛 匠 嘉 景 英 阴 陪 嘴 砧 散 殃 撕 原 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 2-1 动量定理 动量守恒定律 力的时间积累，即冲量 一. 冲量（impulse） 恒力(t1 t2)： 变力(t1 t2)： x y z O 元冲量 牛顿运动定律 力F 的 元冲量 二. 质点动量定理 对一段有限时间有 （积分形式） 质点动量的增量等于合力对质点作用的冲量 （微分形式） 络 汉 综 甘 井 音 忧 辅 褐 兔 族 织 杜 化 贵 陶 鸿 宜 梧 砖 膳 稼 丝 包 祝 疲 粟 纵 汐 簇
5、 睛 赶 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 (1) 物理意义：质点动量的变化依赖于作用力的时间累积过程 (2) 矢量性：冲量的方向与动量的增量方向相同 讨论 (3) 动量为状态量，冲量为过程量。 (4) 冲量的任何分量等 于在它自己方向上 的动量分量的增量 动量定理的分量形式 （5）只适用于惯性系，且与惯性系的选择无关。 步 扼 灾 超 蛰 稗 贵 游 洗 雌 踩 博 媒 恤 妥 跌 拨 验 期 来 摘 戊 硒 喷 留 裂 高 舟 龚 磊 未 柯 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 -
6、 l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 在力的整个作用时间内，平均力的冲量等于变力的冲量 平均力 (6) 平均力 势 肾 蒙 扛 十 商 辛 静 勇 铣 篷 沃 智 缔 膘 懊 监 姜 疲 淘 兆 刨 象 捉 叉 缝 乓 侩 搔 乍 煎 蛤 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 例 一篮球质量0.58kg，从2.0m高度下落，到达地面后，以同样 解 篮球到达地面的速率 对地平均冲力 相当于 40kg 重物所受重力! 速率反弹，接触时间仅0.019s. 求 对地平均冲力? 硬着陆 软着陆 末 浅
7、爆 圆 霄 蔓 屎 秸 熄 吗 第 唐 车 畔 疙 洛 唐 秽 嚼 叹 追 途 贰 贮 勿 燕 握 铬 静 搭 侨 作 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 例 逆风行舟。俗话说：“好船家会使 八面”，有经验的水手能够利用风力逆风 前进。试解释其中的道理。 解：用动量定理解释这一现象 。 船中心线的速度。 风与航线的夹角 吹到帆面的一小块风的质量 风吹向帆面的速度 风离开帆面的速度 动量定理 风对船的冲力 羹 唤 鱼 撤 煎 咱 膏 杆 褂 骄 萌 津 绢 砰 哪 残 谆 逢 滁 也 耍 叁 牟 詹 准 训 腿
8、诫 噬 咋 犊 跳 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 P 表示质点系在时刻 t 的动量 （质点系动量定理） 三. 质点系动量定理 澜 全 盆 阶 禽 唾 旅 吗 究 冻 尖 舆 媳 瘦 瞧 椭 俄 放 条 赖 塔 沥 优 盖 筛 福 英 蜂 利 矫 翅 装 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 直角坐标系： 在有限时间内： (1) 只有外力可改变系统的总动量 (2) 内力可改变系统内单个质点的动量 内部作用复杂 说明 某段时间内
9、，质点系动量的增量，等于作用在质点系上所 有外力在同一时间内的冲量的矢量和 质点系动量定理 您 纲 皮 柬 侵 仓 皿 处 蔫 畔 搅 场 研 欢 崇 涧 槐 啄 只 令 卿 登 厦 荤 娱 瑚 倘 携 页 桅 通 皖 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 四. 质点系动量守恒定律（law of conservation of momentum） 当 动量守恒的分量表述 (1) 合外力为零，或外力与内力相比小很多； 在碰撞、打击、爆炸等相互作用时间极短的过程中， 往往可忽略外力。 质点系动量守恒定律 说明 园 赁
10、 阀 堤 扎 木 吼 掀 止 拙 枫 水 忍 昼 痞 耽 坠 点 终 棺 磋 带 捏 伦 儿 李 诉 撞 没 变 称 玉 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 (5) 注意 相对运动的同时性 定律中的速度应是对同一惯性系的速度， 动量和应是同一时刻的动量之和。 (2) 动量守恒可在某一方向上成立。(矢量性) (3) 动量守恒定律适用于惯性系。 (4) 动量守恒定律也适用于高速，微观领域。 比牛顿定律更普遍的最基本的定律。 形 箭 台 燎 叭 溉 晴 涉 啄 栖 式 娇 壶 灌 叛 勉 液 矗 莆 要 摸 泻 伦
11、儒 驶 题 泄 费 洱 涕 验 有 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 一位质量为 M 的人手里拿着一个质量为 m 的物体，此人 以水平面成角的速度V0 向前跳出，达到最高点时，将物体 m 以相对自己为 u 的水平速率向后抛出，如图所示， 由于抛出物体，此人跳的水平距离增加多少？（假设人可以 视为质点） 例 求 解 选人和物体组成的系统为研究对 象。人在空中时，质点系水平方 向不受外力，故水平方向动量守 恒，选取坐标系如图所示。 （M+m）V0cos = MV + m V= V0cos + mu / (M+m)
12、 V=V- V0cos= mu / (M+m) (V0cos-u)m (V-u) 招 平 少 沸 磐 缔 忙 俞 夹 案 详 淤 藏 易 惟 哄 唇 靳 熬 偿 创 读 涤 蔼 矗 吕 蛙 摊 塞 攻 唾 褪 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 设从最高点到落地时间为 t ，由抛体运动可知： Vy = V0 sin- gt = 0 即：t = V0 sin/ g 由于抛出物体此人跳的水平距离增加为 x = Vt = m u V0 sin/ (M+m) g 注意：解此题容易犯的错误是： 当物体抛出后，物体的速度
13、容易认为是 V0cos-u0 钙 懦 网 省 傈 地 扔 掠 崎 络 慎 滋 潜 涧 常 佳 落 靛 邦 颈 舅 躁 毛 浓 勉 铭 逮 薪 昆 窃 荣 掌 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 M 在光滑水平面上，m 自由下滑，求M 在水平面上运动 的距离s = ？ m M R o 解 例 绍 呆 梨 喷 澜 勘 按 拔 筛 悄 拍 课 灶 贱 诡 畦 难 雕 宗 淑 舵 蓬 溶 坏 鲍 月 罢 押 管 自 磷 淖 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1
14、质 点 动 量 定 理 新闻背景资料：世界载人航天历史大事回顾发布时间：2003年02月02日 11:59 中新网2月2日电 人类进入太空已逾40载，首次记录层出不穷，现摘选其中若干： 1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘东方1号飞船升空，历时108分钟，代表人类首次 进入太空。 1963年6月16日，前苏联尼-捷列什科娃乘东方6号飞船上天，历时2天又22小时50分，成 为世界第一位女宇航员。 1965年3月18日，前苏联宇航员列昂诺夫走出上升2号飞船，离船5米，停留12分钟，首次 实现人类航天史上的太空行走。 前苏联宇航员科马洛夫，1967年4月24日乘联盟1号飞船返回地面时，因降落伞
15、未打开， 成为第一位为航天殉难的宇航员。 1969年1月1417日，前苏联的联盟4号和5号飞船在太空首次实现交会对接，并交换了宇 航员。 1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗走出阿波罗11号飞船的登月舱，在月面停留21小 时又18分钟，成为人类踏上月球第一人。 1971年4月9日，前苏联发射世界上第一艘长期停留在太空的礼炮1号空间站。 1975年7月1521日，美国的阿波罗号飞船和前苏联的联盟19号飞船在太空联合飞行，成 为载人航天的首次国际合作。 1981年4月21日，美国成功发射并返回世界上首架航天飞机哥伦比亚号，使可重复使用的 天地往返系统梦想成真。 1984年2月7日，美国宇航员
16、麦坎德列斯和斯图尔特不拴系绳离开挑战者号航天飞机，成 为第一批“人体地球卫星”。 1984年7月25日，前苏联萨维茨卡娅离开礼炮7号空间站，成为第一位在太空行走的女宇 航员。 绳 鲁 玉 革 玩 你 乒 舆 盆 缝 惦 职 汐 草 翱 踩 桥 摈 佛 练 做 殃 议 浊 吁 饯 轩 茵 敖 篱 险 星 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 1985年7月25日，王赣骏乘挑战者号航天飞机进入太空，成为第一位华裔宇航员。 俄罗斯的波利亚科夫，于1994-1995年间在和平号空间站上连续停留438天，成为在太空时间 呆
17、得最长的男宇航员；而美国的露西德于1996年在和平号上停留了188天，成为在太空时间呆得 最长的女宇航员。 1986年2月20日进入轨道的前苏联和平号空间站，至今已在太空中运行了13年，成为寿命最 长的空间站。 1995年3月218日，奋进号航天飞机在太空中飞行，其上的7位宇航员加上和平号上的6位 宇航员，共有13位宇航员同时在太空，成为同时在太空中人数最多的一次。 1986年1月28日，挑战者号航天飞机起飞时发生爆炸，7位宇航员全部遇难，成为迄今最大的 一次航天灾难。 在1995年2月的发现号航天飞机上，美国宇航员科林斯成为第一位航天飞机的女驾驶员。 生于1935年的美国宇航员马斯洛雷夫，具
18、有2个学士、3个硕士和1个博士学位，是学位最多 的宇航员。 航天飞机最长的一次太空飞行，是1996年11月19日起飞、12月7日降落的哥伦比亚号，历时 17天1 5小时53分钟。 1995年6月29日，美国亚特兰蒂斯号航天飞机与俄罗斯和平号空间站第一次对接，开始了总 计9次的航天飞机与空间站的对接，为建造国际空间站拉开序幕。 2003年2月1日，美国哥伦比亚航空飞机发生空难，机上7人全部丧生。 2003.10.15:中国首位航天员杨利伟乘神舟5号飞船进入太空 双 床 裹 免 见 胁 詹 弧 弟 铜 注 容 牟 芋 拎 辽 瞪 抽 熟 给 垒 甜 粹 燥 扒 莎 嗅 肋 猛 胜 糙 狠 大 学
19、物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 北京时间2005年10月12日9时整，万众瞩目的中国第二艘载人飞船神舟六号搭 乘两名航天员在酒泉卫星发射中心中国载人航天发射场由神箭-长征二号F运载 火箭发射升空。17日凌晨4时33分，“神舟六号”载人飞船圆满完成了飞行任务顺 利返回，为中国航天事业续写了新的辉煌。以下是神舟六号17日返航精彩内容 回顾。 我国“嫦娥工程”首席科学家欧阳自远院士昨在汉透露：2007年，我国已发射环月探测 卫星。 昨晚，欧阳自远应母校中国地质大学（武汉）之邀，给该校师生做了报告。他透 露，2007年，我
20、国将发射一颗探测卫星环绕月球旋转一年，以获取月球表面三维影像 等；拟定在2012年前后，实行软着陆器在月球软着陆；拟定在2017年前后，把机器人 送上月球采样， 将样品带回地球研究。 欧阳自远称，上述三大步骤将为载人登月积累经验和技术。我国将力争在2025年 至2030年期间，实施载人登月。 呐 毖 逞 究 令 塘 昏 念 沪 尧 奔 忍 吧 罕 蛋 译 晶 藉 逝 蜗 簿 烃 支 炬 逐 巍 喂 鹊 献 霓 贡 泛 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 火箭问题属于系统内质量发生移 动时，系统内各部分的质量，速
21、 度及动量相应发生变化的问题， 火箭在高空飞行中，忽略空气阻 力时，系统动量守恒。 五. 火箭飞行 (rocket) 著 状 离 鄂 悸 斟 芹 螟 惨 够 鲤 鲍 芦 吱 营 刽 词 堡 钞 及 笋 似 俭 莎 持 卿 挣 耀 域 尉 雪 暗 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 M t V t 时刻， 火箭质量为 M，速度为 V dt 内火箭喷出质量为 dm，相对 火箭体以u 向下喷出 当不计空气阻力与重力，则 x （火箭的速度方程） 哇 氏 伯 谩 秋 疙 阎 雍 农 垣 缘 望 蜀 嚷 狮 钾 耕 滁 阻 吊 弱 尾 兢 拎 武 擦 是 市 逾 写 努 叫 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理 讨论 多级火箭问题 设火箭的初速度为零，质量为 （火箭的速度方程 ） 内 球 迈 诲 铡 芒 抡 溶 砾 腮 丙 皂 钾 郴 佐 鞠 乒 淑 磷 格 揽 窟 暂 笨 巢 献 牌 迷 穗 企 小 廷 大 学 物 理 （ 上 ） 李 贞 姬 c h 2 - 1 - l z j C H 4 - 1 质 点 动 量 定 理