大学基础物理学 3-2.ppt

第一章 质点运动学 物理学 第五版 * 第 3 章 动量与角动量 光电学院 光电工程系 1 冲量与动量定理 2 动量守恒定律 3 火箭飞行原理 4 质心 5 质心运动定律 一、冲量与动量定理 动量 冲量（矢量） 叫做dt时间内质点所受和外力的冲量． 动量定理　在给定的时间间隔内，外力作用在质点上的冲量，等于质点在此时间内动量的增量． 作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量——质点系动量定理 二、动量守恒定律 质点系动量定理 若质点系所受的合外力 ——动量守恒定律 则系统的总动量不变 例3　一枚返回式火箭以 2.5?103 m·s-1 的速率相对惯性系S沿水平方向飞行．空气阻力不计．现使火箭分离为两部分, 前方的仪器舱质量为100 kg，后方的火箭容器质量为200 kg，仪器舱相对火箭容器的水平速率为1.0?103 m·s-1． 求仪器舱和火箭容器相对惯性系的速度． 已知　 求 　 , 解 三、火箭飞行原理 x t 时刻 t+dt 时刻 在地面参考系运用动量守恒定律 相对火箭 n 个质点组成质点系的质量中心 x y z i 四、质 心 对质量连续分布的物体 x y z 质元 例5 三角形的每个顶点有一质点m，求质心。 x y o （x1，y1） （x2，0） θ 例6　求半径为 R 的匀质半薄球壳的质心. R O 解　选如图所示的坐标系． 在半球壳上取一如图圆环 θ R O 圆环的面积 由于球壳关于y 轴对称，故xc= 0 圆环的质量 θ R O θ R O 而 所以 其质心位矢： m1 mi m2 c 五、质心运动定律 上式两边对时间 t 求一阶导数，得 再对时间 t 求一阶导数，得 根据质点系动量定理 （因质点系内 ） 作用在系统上的合外力等于系统的总质量乘以质心的加速度——质心运动定律 例7　设有一质量为2m的弹丸,从地面斜抛出去,它飞行在最高点处爆炸成质量相等的两个碎片， 其中一个竖直自由下落，另一个水平抛出，它们同时落地．问第二个碎片落地点在何处? C O m 2m m x xC 　　解 选弹丸为一系统，爆炸前、后质心运动轨迹不变．建立图示坐标系， C O xC x2 m2 2m m1 x xC为弹丸碎片落地时质心离原点的距离 c yC y y o F 例8 　用质心运动定律来讨论以下问题． 一长为l、密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为　．将其卷成一堆放在地面． 若手提链条的一端，以匀速v 将其上提．当一端被提离地面高度为 y 时，求手的提力．