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力作用于物体,维持一定的时间、空间,物体运动情况如何?
引言
力对物体运动的积累关系式
牛顿第二定律的积分形式
瞬时关系式:
微分形式:
一、动量定律,动量守恒定律
1、质点的动量定律
牛顿第二定律的积分形式
由
动量:
(方向: )
冲量是力对时间的积累作用
力对时间的冲量
质点动量定律:
讨论:
(1)牛顿第二定律的一种积分形式
(方向: )
质点在 至 时间内,外力作用在质点上的冲量等于质点在同一时间内动量的增量。
(3)冲力,平均冲力
(2)直角坐标系中,定理分量式
量值大,变化快,作用时间短的变力
冲力:
平均冲力:
2、质点系动量定理
质点系,外力,内力
设 n 个质点组成的质点系,其中第 个质点受外力为 ,内力为 ,由第二定律得
几个概念
对所有质点求和
因内力成对出现,则
;等式两边积分
可写成
质点系动量定律:作用于系统的合外力的冲量等于系统总动量的增量。
讨论:
(1)系统的内力不能改变系统的总动量。
定理中不出现系统的内力,因此研究某些力学问题甚为方便。
(2)质点系动量定律可写成
即作用于质点系的合外力等于质点系的总动量随时间的变化率。 (微分形式)
或
3、质点系动量守恒定律:
若
则
(1)合外力为零或不受外力作用系统总动量保持不变。
动量守恒定律:
当系统合外力为零时,系统的总动量保持不变。
讨论:
(2)合外力不为零,但合力在某方向分量为零,则系统在该方向上的动量守恒。
(3)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统动量可视为守恒。
取图示坐标系,则
例题1、质量为 ,速率为 的钢球,以与钢板法线呈 角的方向撞击钢板,并以相同的速率和角度弹回。设球与钢板碰撞时间为 ,求钢板受到的平均冲力。
解:由质点动量定律,得钢球