2-2质点和质点系的动量定理-动量守恒定律-(2013版)

第三章动量守恒定律和能量守恒定律牛顿定律虽然原则上可以解决一切力学问题,但对多质点系和约束较多的情况,直接应用牛顿定律就十分繁难.流体运动的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程可用来得到速度场。该方程基于质量与动量守恒律，将不同位置和不同时刻的速度变化联系起来为了解决这个问题,逐渐发展起了动量、动能和角动量三个运动定理以及在特定条件下的三个守恒定律,另外还有质心运动定理,使经典力学臻于完善.内容目录1.动量定理(质点、质点系)3.火箭飞行原理2.动量守恒定律(质点、质点系)一.动量定理(TheoremofMomentum)1.质点动量定理(ForOneParticle)（1）微分形式（2）积分形式2121dttFtppvvvddFtpvv冲力)(tF平均冲力1221ttdtFFtt1212ttppFFt1t2tO1p2p1p2ppI例1一质量为0.14kg的垒球以速率为40m·s-1的速率沿水平方向飞向击球手，被击中后以相同速率沿着的仰角飞出，求垒球受棒的平均打击力。设球与棒的接触时间为60ms2.1t1vm2vm38.110NF沿斜向上301m2mf'f1F2F（1）质点系（2）微分形式:())11dd(nniiiiFtpvv积分形式：21011dnntiiiitiiFtmvmvvvv一.动量定理(TheoremofMomentum)2.质点系动量定理(ForaSystemofParticles)作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量例2一柔软链条长为l，单位长度的质量为，链条放在有一小孔的桌上，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,链条因自身重量开始下落.求链条下落速度v与y之间的关系．（设各处摩擦均不计，且认为链条软得可以自由伸开．）m1m2OyyexddFtp1223vgyddygtyv例3.一长为，质量为的柔软长链条盘在水平面上。用手将长链的一端以恒定速率向上提起，如图所示。求当提起高度为时，手上的拉力。Lm0vlOyyexddFtp0ddFygtyv20mFglvL拓展1帆船逆风前行拓展1帆船逆风前行拓展1帆船逆风前行船要逆风行驶，船的航行方向应与风向成一夹角，所以必须采取Z字型的路线当时，常矢量iiivmp0exF说明：（1）如果合外力不为零，但外力比内力小得多时，（2）若系统所受合外力在某方向的分量为零，则（3）动量守恒定律只适用于惯性系，但它比牛顿二.动量守恒定律(ConservationofLinearMomentum)可近似认为系统动量守恒；系统动量在该方向上的分量守恒；定律应用更广，是物理学中的基本定律之一。烟火（fireworks）例4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1.210-22kg·m·s-1，中微子的动量为6.410-23kg·m·s-1．问新的原子核的动量的值和方向如何？Npepνp(中微子)(电子)22-11.3610kgmspN118.1o例5一个表面光滑的斜面，长为，倾角为，质量为，静止于一光滑水平桌面上。将一质量为的物体放在斜面顶端，并自由滑下。计算当物体刚滑到桌面时斜面移动的距离。l1m2mBAθθ212cosmslmm一杂技演员将沉重的石板放在另一杂技演员的胸膛上，然后用一铁锤去打击石板。石板应声裂开，而杂技演员安然无恙，这是为什么？拓展2铁锤破石三、火箭飞行原理2dmv时刻t1m时刻ttd1.火箭的推力3.火箭的速度公式yOu21dmmvvd2.火箭的运动方程pFtmdd2pFFtvddv0vmin110mmgtu1muln（只受重力时）4.多级火箭v0v123()NNNuln神火飞鸦火龙出水中国古代火箭长征二号捆绑火箭2003.10.15.我国第一艘载人宇宙飞船“神州五号”2008年9月25日，神七升空ThankYouforYourAttention