大學(xué)物理慣性動量和牛頓定律.ppt

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1、ch2第二章動量守恒和質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)力學(xué)運(yùn)動學(xué)動力學(xué)牛頓定律守恒定律動量守恒定律機(jī)械能守恒定律角動量守恒定律基礎(chǔ)地位普適慣性、動量、動量守恒?牛頓定律(Newton'sLawsofDynamics)牛頓(IsaacNewton,1642―1727)重要貢獻(xiàn)有萬有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、微積分和光學(xué)。萬有引力定律：總結(jié)了伽利略和開普勒的理論和經(jīng)驗(yàn)，用數(shù)學(xué)方法完美地描述了天體運(yùn)動的規(guī)律。牛頓運(yùn)動三大定律：《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(1687)中含有牛頓運(yùn)動三條定律和萬有引力定律，以及質(zhì)量、動量、力和加速度等概念。光學(xué)貢獻(xiàn)：牛頓發(fā)現(xiàn)色散、色差及牛頓環(huán)，他還提出了光的微粒說。反射式望遠(yuǎn)鏡的發(fā)

2、明(1668)英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人?！拔也恢朗廊藢⑷绾慰次?，但是，就我自己看來，我好象不過是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，不時(shí)地為找到一個(gè)比通常更光滑的貝殼而感到高興，但是，有待探索的真理的海洋正展現(xiàn)在我的面前?！眂h2§2-1慣性定律和慣性系一、牛頓第一定律(theprincipleofinertia)任何物體，只要沒有外力改變它的狀態(tài)，便會永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)自由粒子伽利略的理想實(shí)驗(yàn)Ifanobjectisleftalone,isnotdisturbed,itcontinuestomovewithaconstantvelocityi

3、nastraightlineifitwasoriginallymoving,oritcontinuestostandstillifitwasjuststandingstill.ch2二、幾點(diǎn)說明1.牛頓第一定律給出了慣性(inertia)的概念慣性：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的特性2.牛頓第一定律給出了力的作用改變物體的運(yùn)動狀態(tài)3.牛頓第一定律定義了一種特殊的參考系慣性參考系基本的慣性系：固定在地面上的參考系各慣性系之間沒有加速運(yùn)動慣性和物質(zhì)的慣性質(zhì)量成正比ch2§2-2質(zhì)量動量和動量守恒定律一、一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)---兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用v1v1’v2v2’四點(diǎn)結(jié)論ch2二

4、、慣性質(zhì)量（mass）慣性質(zhì)量千克原器三、動量（momentum）動量守恒定律反映質(zhì)點(diǎn)慣性的大小1.動量單位：kg·m/sch22.動量守恒定律（ConservationofMomentum）一系統(tǒng)由兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成，如果這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)只受到它們之間的相互作用（孤立系），則這系統(tǒng)的總動量保持恒定，即3.動量守恒定律的普適性中微子的發(fā)現(xiàn)1930年，美籍奧地利科學(xué)家泡利預(yù)言中微子的存在。1956年，美國萊因斯和柯溫在實(shí)驗(yàn)中直接觀測到中微子，萊因斯獲1995年諾貝爾獎(jiǎng)。沃爾夫?qū)づ堇?900～1958）ch2pvpeprαθ①選好系統(tǒng)電子－中微子－剩余原子核②判斷守恒條件③確定初末態(tài)

5、動量④建立坐標(biāo)系求解⑤討論[例題2.1]求β衰變中原子核剩余部分的反沖動量的大小和方向中微子有大量謎團(tuán)尚未解開。首先它的質(zhì)量尚未直接測到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己還是另外一種粒子；第三，中微子振蕩還有兩個(gè)參數(shù)未測到，而這兩個(gè)參數(shù)很可能與宇宙中反物質(zhì)缺失之謎有關(guān)；第四，它有沒有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)、地球物理的交叉與熱點(diǎn)學(xué)科。ch2§2-3力沖量和動量定理一、力的定義牛頓第三定律動量守恒一般寫作牛頓第三定律相互作用（力）的量度：在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的動量（1）幾個(gè)基本概念：系統(tǒng)外界內(nèi)力外力ch2二、力的疊加原理質(zhì)點(diǎn)系動量守恒的條件1.力

6、的疊加原理每個(gè)質(zhì)點(diǎn)i所受到的力Fi，等于所有其他質(zhì)點(diǎn)j對它的作用力Fij的矢量和，即2.質(zhì)點(diǎn)系動量守恒的條件（2）質(zhì)點(diǎn)系動量定理的微分形式ch2如果系統(tǒng)所受到的合外力為零，則系統(tǒng)的動量守恒（3）質(zhì)點(diǎn)系動量守恒的條件三、牛頓第二定律質(zhì)點(diǎn)的動力學(xué)方程若選擇的系統(tǒng)只包含一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在非相對論情況下ch2四、沖量和動量定理積分形式微分形式?jīng)_量平均沖擊力動量定理：一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動量的增量，等于在此時(shí)間間隔內(nèi)作用在該質(zhì)點(diǎn)上的沖量。ch2[例題2.2]火箭運(yùn)動的基本原理①選好系統(tǒng)火箭②分析受力，判斷守恒條件忽略重力和空氣阻力③建立坐標(biāo)系④確定初末態(tài)動量mv⑤求解討論ch2“長征”3號甲火

7、箭全長52.52米，是三級液體助推火箭，一、二級為常規(guī)燃料，第三級為液氫液氧燃料。第三級直徑3米，推進(jìn)劑17.6噸。整個(gè)起飛重量240噸，起飛推力300噸，同步轉(zhuǎn)移軌道的運(yùn)載能力26噸，是中國目前高軌道上運(yùn)載能力最大的火箭，具有一箭多星和適應(yīng)多種軌道衛(wèi)星發(fā)射要求的能力。ch2[例題2.3]重錘從高度h=1.5m處自由下落，與工件碰撞后的末速度為零，求平均沖擊力與重力的比值①選好系統(tǒng)重錘②判斷受力受重力和工件給的沖擊力③確定初末態(tài)動量mv0④建立坐標(biāo)系求解⑤討論Fmg本章習(xí)題：2–1，2，5，9，10，11，14，17，19，2