动量守恒定律马文蔚大学物理

1、第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律 iiiittiipptFI0ex0d 质点系动量定理质点系动量定理 若质点系所受的若质点系所受的合外力为零合外力为零 则系统的总动量则系统的总动量守恒守恒，即，即 保持保持不变不变 .0exexiiFFiipp 动量守恒定律动量守恒定律CPFtpF,0,ddexex力的力的瞬时瞬时作用规律作用规律 1）系统的系统的动量守恒动量守恒是指系统的是指系统的总动量不变，系统总动量不变，系统内任一物体的动量是可变的内任一物体的动量是可变的, 各物体的动量必各

2、物体的动量必相对于相对于同同一惯性参考一惯性参考系系 .第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律3）若若某一某一方向方向合外力为零合外力为零, 则则此此方向动量方向动量守恒守恒 . 4） 动量守恒定律只在动量守恒定律只在惯性参考系惯性参考系中成立中成立, 是自然是自然界最普遍，最基本的定律之一界最普遍，最基本的定律之一 .zizizzyiyiyyxixixxCmpFCmpFCmpFvvv,0,0,0exexex 2）守恒条件守恒条件 合外力为零合外力为零 当当 时，可略去外力的作用时，可略

3、去外力的作用, 近似地近似地认为系统动量守恒认为系统动量守恒 . 例如在碰撞例如在碰撞, 爆炸等问题中爆炸等问题中. 0exexiiFFinexFF第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律 例例 1 设有一静止的原子核设有一静止的原子核, 衰变辐射出一个电子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和一个中微子后成为一个新的原子核. 已知电子和中微已知电子和中微子的运动方向互相垂直子的运动方向互相垂直, 电子动量为电子动量为1.210-22 kgms-1,中微子的动量为中微子的动量

4、为 6.410-23 kgms-1 . 问新的原子核的动问新的原子核的动量的值和方向如何量的值和方向如何?解解inexiiFF 0Neppp即即 epNppniimp1iv恒矢量恒矢量第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律又因为又因为epp )(2122eNppp9 .61arctanepp122Nsmkg1036. 1p代入数据计算得代入数据计算得系统动量守恒系统动量守恒 , 即即 Neppp122esmkg102 . 1p123smkg104 . 6p第三章第三章 动量守恒定律和能量

5、守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律 例例 2 一枚返回式火箭以一枚返回式火箭以 2.5 103 ms-1 的速率相对惯的速率相对惯性系性系 S 沿沿 Ox 轴正向飞行轴正向飞行. 设空气阻力不计设空气阻力不计. 现由控制系现由控制系统使火箭分离为两部分统使火箭分离为两部分, 前方部分是质量为前方部分是质量为 100kg 的仪的仪器舱器舱, 后方部分是质量为后方部分是质量为 200kg 的火箭容器的火箭容器. 若仪器舱相若仪器舱相对火箭容器的水平速率为对火箭容器的水平速率为 1.0 103 ms-1 . 求仪器舱和火

6、求仪器舱和火箭容器相对惯性系的速度箭容器相对惯性系的速度 .xzyo x z ys s ovv第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）3 3 2 2 动量守恒定律动量守恒定律xzyo x zys s ovv1m2m 设设: 仪器舱和火箭容器分离后的速度分别为仪器舱和火箭容器分离后的速度分别为 ， .1v2v已知已知:13sm1052 .v13sm100 . 1vkg2002mkg1001m解解: vvv210exixF221121)(vvvmmmm131sm10173 .v132sm10172.vvvv2112mmm则则第三章第三章 动量守恒定律和能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律物理学教程物理学教程（第二版）（