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2一、动量、冲量和动量定理牛顿第二定律:动量力在这段时间内的冲量:是力作用在质点上一段时间的累积效应微分形式(1)质点动量定理:质点所受合力的冲量等于这段时间内质点动量的增量力作用于质点的时间累积效应就在于把动量传递给质点在一段时间内,质点动量定理的微分形式质点动量定理的积分形式(2)定理中的动量和冲量都是矢量符合矢量叠加原理?质点的动量定理是从牛顿第二定律导出的,因此只适用于惯性系?在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒(N·s)。(3)质点系的动量定理:设有若干个质点构成一个系统:质点系外的物体对质点系内质点的作用力-外力;质点系内质点之间的相互作用力-内力。对质点系内每个质点应用质点的动量定理其中m2m1i(因内力是成对出现.每对内力大小相等,方向相反)质点系的动量定理:微分式:质点系动量的增量等于外力矢量和的冲量,内力可改变质点系内部各质点的动量,但不会改变质点系的总动量。以F表示外力的矢量和,批p表示质点系总动量二、动量守恒定律系统所受合外力为零时,系统的总动量保持不变。iipmv0iF当时,常矢量(3)当外力作用远小于内力作用时,可近似认为系统的总动量守恒(如:碰撞、打击等)。(1)动量守恒定律是自然界最基本和普遍的规律之一说明(2)如果质点系沿某坐标轴所受的合外力矢量和的分量为零,则沿该方向的总动量的分量守恒,其余方向不一定守恒。[解]衰变前Ce核和粒子束缚在一起构成Nd核,总动量为0,在衰变中总动量守恒,Ce核和粒子的动量之和为0,即[例]放射性核钕衰变为核铈-140时放射粒子。Nd核原来静止,粒子以速率9.28106ms-1射出,求子核Ce的反冲速率。Ce核的反冲速度:[例1]一、质点的角动量和刚体定轴转动的角动量大小:§2.3角动量和角动量守恒定律在惯性系中,质点相对于参考点O的角动量:动量不能描述转动问题Ommrr方向:右手螺旋法则O角动量在转轴(k)方向的分量:刚体上的质点以轴上为圆心作圆周运动刚体绕k方向的z轴以角速度转动的位矢为:与k垂直在k方向角动量在z轴的分量:刚体中各质点的角动量z分量的总和:刚体绕固定轴的转动惯量质量连续分布的刚体:Page11[解][例]试求质量为m、长为l的均匀细棒对于通过其质心C(即棒中心)的垂直轴的转动惯量和通过棒一端并和棒垂直的轴的转动惯量。设棒的质量线密度为:质元的质量为:对于转轴在端点的情况:同一刚体对不同位置的转轴有不同的转动惯量棒绕通过其质心的转动惯量为:已知某刚体对通过其质心C的轴(设为Oz轴)的转动惯量为IC,则该刚体对于任意一条与Oz轴平行的轴(设为O'z'轴)的转动惯量I为:二、平行轴定理M:刚体的质量d:Oz轴与O’z’轴之间的垂直距离作用力对于参照点O的力矩:三、力矩对于有固定轴的刚体,由于转轴的约束,平行于转轴的力或作用线通过转轴的力都不能使刚体转动。设力作用于刚体上的某质点P,且在其转动平面上,转动平面与转轴相交于O点,转轴与力的作用线之间的垂直距离d称为该力对转轴的力臂。F的切向分量刚体定轴转动:O力的大小与力臂的乘积称为力对转轴的力矩-M:由=0四、质点和定轴转动刚体的角动量定理、转动定律质点的角动量定理:角动量对时间的导数等于力矩。力矩作用在质点上的时间积累效应引起质点角动量的变化L和M都与参照点O的选择有关上面几个式子中的L和M都是对同一参照点而言刚体绕z轴转动,刚体上任一质元所受到的力可分为内力和外力。一对质元mi和mj对任一参照点O的力矩之和:刚体质元之间的内力总是成对出现对任意参照点,刚体的内力矩之和为0。对每个质元,角动量定理在z轴上的分量关系式:刚体受到z轴方向的力矩:刚体绕固定轴转动的角动量定理:刚体定轴转动的转动定律转动惯量不仅与质量有关,而且与质量分布有关。?刚体绕某固定轴的转动惯量:?对定轴转动刚体,在沿轴的方向上:常