高二物理竞赛第2章动量守恒课件

第二章动量守恒2.1惯性2.2动量守恒定律2.3力冲量动量定理2.4牛顿运动定律及其应用

在中学基础上增加了变力与任意路径问题和多质点问题。2.1惯性一、惯性定律亚里士多德论断凡运动着的事物必然都有推动者在推动着它的运动。伽利略论断伽利略斜面实验当小球沿光滑的水平面滚动时,球将永远滚下去.牛顿根据伽利略的正确结论总结成惯性定律.惯性定律（牛顿第一定律）任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态。直到受到其他物体作用的力迫使改变这种状态为止。惯性力---物体保持静止或匀速直线运动状态---其他物体的作用另一表述：自由粒子永远保持静止或匀速直线运动的状态。二、惯性参考系惯性系——牛顿定律严格成立的参考系。非惯性系——牛顿定律不严格成立的参考系。*地面参考系是近似的惯性系!惯性系是相对静止或匀速直线运动的参考系相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也为惯性系。2.2动量守恒定律一、两质点间的相互作用假设一理想实验，两个质点只受它们之间相互作用的影响，与宇宙中其它物质隔绝，则有图示的运动轨迹两质点的速度变化为.......可得结论:即:2、.二、动量动量守恒定律动量动量守恒由任意个质点所构成的孤立系统，动量守恒定律也成立：说明：（1）动量守恒条件：系统与外界没有相互作用。实际问题中，系统内物体相互作用远大于外界的作用或外界的作用可以抵消时，可认为动量守恒。（如：碰撞、爆炸等）（2）动量守恒是矢量守恒。总动量守恒，分动量也守恒。总动量不变，但各质点动量仍可能不断变化。动量守恒定律是物理学中最重要、最普遍的规律之一，它不仅适合宏观物体，同样也适合微观物体。2.3力冲量动量定理即t时间内，质点1获得的动量等于质点2失去的动量。一、力的定义即任意时刻，构成孤立系统的两个质点的动量变化率大小相等、反向相反。定义：质点2作用于质点1的力质点1作用于质点2的力牛顿运动第三定律表示单位时间内质点2传递给质点1的动量表示单位时间内质点1传递给质点2的动量二、力的叠加原理在质点系中：第i个质点增加的动量是所有其它质点传递给它的动量的矢量和。

即每个质点i受到的力等于其它质点对它的作用力的矢量和,称为力的叠加原理.三、牛顿第二定律

即质点所受的合外力等于其质量与加速度的乘积。该式称为牛顿第二运动定律。为质点的加速度四、冲量动量定理称为在该时间间隔内作用在质点上的冲量动量定理动量定理的微分形式动量定理的积分形式对于不同的惯性系,动量定理具有不变性作用时间很短,作用力很大的力,称冲击力。冲击力平均冲击力——变化很快，难以测量——与冲力有相等的冲量例、用棒打击一质量0.30kg速率为20m·S-1的水平飞来的球，球飞到竖直上方10m的高度，求棒给予球的冲量为多少？设球与棒的接触时间为0.02s，求球受到的平均冲力？

解：重力<<冲力，略去不计。建立坐标五、质点系动量守恒有:而,

习题集p5计算题2、一个质量为M的四分之一圆弧形槽的大物体，半径为R，停在光滑的水平面上，另一质量为m的物体，自圆弧槽的顶端由静止下滑（如图所示）。求当小物体m滑到弧底时，大物体在水平面上移动的距离为多少？解:由于m;M组成的系统：所以水平（x）方向动量守恒设t时刻M;m的速度沿x轴的分量分别为：即

和，则有：...在整个m下滑过程中：

M沿水平方向移动的距离为：(1)(2)任何物体只要没有外力改变它的状态，该物体便永远保持静止状态或匀速直线运动状态。

在受到外力的作用时，物体所获得的加速度的大小与外力矢量和的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。一、牛顿运动定律的表述第一定律(惯性定律)：第二定律（加速度定律）：2.4牛顿运动定律及其应用第三定律（作用与反作用定律）：两物体1和2相互作用时,作用力和反作用力大小相等,方向相反,在同一直线上。用数学式可表述为：适用范围：惯性系下的宏观物体的低速运动已知运动状态，求物体所受的力。二、牛顿运动定律的应用1.解题方法隔离物体（选研究对象，采用隔离法）具体分析（分析研究对象的运动状态和受力）选定坐标（参考系，坐标系，正方向）列方程，列分量式求解，讨论2.解决的问题已知物体受力，求物体的运动状态；自然界中常见的力（补充）1.重力2.弹性力遵守胡克定律张力——绳子受到拉伸时内部出现的力，用T表示，方向与绳子在该点的切线平行。支持力——方向与支持面垂直，指向法线方向。理想绳各点的张力处处相等3.摩擦力静摩擦力fs滑动摩擦力f

例、如图所示，一质量为M的木块A放置在光滑的水平面上，A上放置另一质量为m的木块B，已知A