动量守恒定律和能量守恒定律
物理学中的动量和能量守恒定律
物理学中的动量和能量守恒定律物理学中有两个重要的守恒定律，分别是动量守恒定律和能量守恒定律。
它们是描述自然界物体在各种相互作用下的运动和转化过程的基本原理。
本文将对这两个守恒定律进行详细探讨，并展示它们在物理学中的重要作用。
一、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个孤立系统中，总动量保持不变。
即在没有外力作用的情况下，物体或物体系统的总动量守恒。
动量的定义是一个物体的质量乘以其速度。
对于一个物体的动量改变，需要有外力的作用。
根据牛顿第二定律F=ma，可以得到物体动量的变化率等于作用力。
动量守恒定律可以应用于多种情况，例如碰撞、爆炸等。
在碰撞过程中，当两个物体以一定速度相向运动时，它们会发生碰撞，根据动量守恒定律，碰撞前后两个物体的总动量保持不变。
这个特点使得动量守恒定律成为解决碰撞问题的有力工具。
二、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统中，总能量保持不变。
无论是机械能、热能、电能还是化学能等各种形式的能量，在一个封闭的系统中，总能量守恒。
能量的转化是物理学中研究的重要内容。
在能量守恒定律的作用下，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量始终保持不变。
以机械能守恒为例，机械能包括动能和势能。
当只考虑重力场时，一个物体的机械能等于它的动能与势能之和。
在没有外力做功和能量损耗的情况下，一个物体的机械能保持不变。
能量守恒定律在很多领域中都有应用。
例如在机械系统中，能量守恒定律常常用于解决机械能转化和利用的问题。
在能量转化的过程中，能量的损耗是无法避免的，而能量守恒定律提供了一种理论工具来分析能量转化的效率和损失。
三、动量和能量守恒定律的关系动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中密切相关，但并不完全等同。
动量是一个矢量量，与物体的质量和速度有关；而能量是一个标量量，与物体的质量和速度的平方有关。
在一些情况下，动量和能量守恒定律可以同时适用。
例如在完全弹性碰撞中，动能守恒和动量守恒同时成立。
在碰撞前后，物体的动能保持不变，同时总动量也保持不变。
经典力学三大守恒定律和条件
经典力学三大守恒定律和条件经典力学是物理学的一个重要分支，研究物体运动的规律和力的作用。
在经典力学中，有三大守恒定律，它们是动量守恒定律、角动量守恒定律和能量守恒定律。
下面将分别介绍这三大守恒定律及其条件。
一、动量守恒定律动量守恒定律是经典力学中最基本的守恒定律之一，它描述了物体在没有外力作用下的动量不变性。
动量是物体的质量乘以其速度，用p表示。
动量守恒定律可以用以下公式表示：Δp = 0其中，Δp表示物体动量的变化量，当Δp等于0时，即物体动量保持不变，满足动量守恒定律。
动量守恒定律的条件：1. 在一个封闭系统内，没有外力作用于系统；2. 系统内的物体之间没有相互作用力。
二、角动量守恒定律角动量守恒定律描述了物体在没有外力矩作用下的角动量不变性。
角动量是物体的质量乘以其速度和与其速度垂直的距离的乘积，用L表示。
角动量守恒定律可以用以下公式表示：ΔL = 0其中，ΔL表示物体角动量的变化量，当ΔL等于0时，即物体角动量保持不变，满足角动量守恒定律。
角动量守恒定律的条件：1. 在一个封闭系统内，没有外力矩作用于系统；2. 系统内的物体之间没有相互作用力矩。
三、能量守恒定律能量守恒定律是经典力学中最重要的守恒定律之一，它描述了物体在运动过程中能量的转化和守恒。
能量可以分为动能和势能两种形式，动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体处于一定位置而具有的能量。
能量守恒定律可以用以下公式表示：ΔE = 0其中，ΔE表示物体能量的变化量，当ΔE等于0时，即物体能量保持不变，满足能量守恒定律。
能量守恒定律的条件：1. 在一个封闭系统内，没有外力做功；2. 系统内的物体之间没有能量的传递。
除了上述三大守恒定律外，还有一些相关的守恒定律，如动能守恒定律、角动量守恒定律和机械能守恒定律等。
它们都是基于经典力学的基本原理推导出来的。
动能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，它描述了物体在运动过程中动能的转化和守恒。
动能守恒定律可以用以下公式表示：ΔK = 0其中，ΔK表示物体动能的变化量，当ΔK等于0时，即物体动能保持不变，满足动能守恒定律。
动量守恒定律与能量守恒定律
动量守恒定律与能量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律是物理学中两个重要的基本定律。
它们通过描述物体运动或相互作用过程中的一些规律，帮助我们更深入地理解并解释自然界中发生的现象。
动量守恒定律，也被称为牛顿第三定律，指出在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统内的总动量将保持不变。
换句话说，系统内的物体之间相对运动的总动量始终保持恒定。
这个定律可以用数学公式表示为：Σmv = 0，其中Σmv表示系统中物体的总动量。
这意味着当一个物体获得了一定的动量时，其他物体的动量必然发生相应的改变，以保持系统的总动量为零。
动量守恒定律对于解释运动过程中的碰撞、反弹和推力等现象非常重要。
以碰撞为例，当两个物体发生碰撞时，它们之间会相互传递动量，但总动量始终保持不变。
这就是我们常见的“动量守恒”的原理。
相比之下，能量守恒定律强调的是能量在一个封闭系统中的守恒。
能量是物体的基本属性，它可以是动能、势能、热能等形式存在。
能量守恒定律指出在一个封闭系统中，如果没有外部能量输入或输出，系统内的能量总量将保持不变。
换句话说，能量既不能创造也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
我们通常用数学公式ΣE = 0表示能量守恒定律，其中ΣE表示系统的总能量。
这意味着在一个封闭系统中，能量转化的过程可以是动能转化为势能，势能转化为热能等，但总能量始终保持不变。
能量守恒定律可以解释很多物理现象，例如机械能守恒、光能转化为电能等。
以机械能守恒为例，当一个物体从高处自由落下时，它的势能逐渐转化为动能，但总的机械能（势能加动能）保持不变。
在实际应用中，动量守恒定律和能量守恒定律常常相互关联。
在碰撞过程中，动量守恒定律用于描述物体运动前后的变化，而能量守恒定律则用于考虑动能转化和损失等能量变化。
动量守恒定律和能量守恒定律是物理学中两个基本的守恒定律。
它们不仅帮助我们理解和解释许多自然界中的现象，还为工程学和技术应用提供了重要的理论基础。
通过深入研究和应用这两个定律，我们可以更好地认识和探索自然界的奥秘。
动量守恒定律与能量守恒定律
在环境保护和污染治理中，利用动量守恒定律和能量守恒定律来 分析和解决环境问题。
05 深入理解动量守恒定律与 能量守恒定律的意义
对物理学发展的影响
奠定物理学基础
动量守恒定律和能量守恒定律是物理学中最基本、最重要 的原理之一，为整个物理学的发展提供了坚实的理论基础。
推动物理学进步
这两个定律的发现和证明推动了物理学的发展，引发了多 次科学革命，不断推动着物理学理论的完善和创新。
物体运动
01
动量守恒定律可以解释和理解物体运动的现象，如碰撞、火箭
发射等。
声学原理
02
声音传播过程中，声波的动量守恒，能量守恒定律则解释了声
音的传播速度和强度变化。
电磁波传播
03
电磁波的传播过程中，能量守恒定律解释了电磁波的能量分布
和传播速度。
工程领域的运用
01
02
03
机械工程
在机械设计中，动量守恒 定律和能量守恒定律被广 泛应用于分析机械系统的 运动和能量传递。
动量守恒定律与能量守恒定律
contents
目录
• 动量守恒定律 • 能量守恒定律 • 动量守恒与能量守恒的关系 • 动量守恒定律与能量守恒定律在现实生
活中的应用 • 深入理解动量守恒定律与能量守恒定律
的意义
01 动量守恒定律
定义与公式
定义
动量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它指出在没有外 力作用的情况下，一个封闭系统的总动量保持不变。
动量守恒定律要求系统是封闭的，即 系统中的物质不能离开或进入系统。
系统内力的矢量和为零
系统内力的矢量和为零意味着系统内 部相互作用力的总和为零，不会改变 系统的总动量。
动量守恒定律的应用实例
动量守恒和能量守恒公式
动量守恒和能量守恒公式动量守恒（momentum conservation）和能量守恒（energy conservation）是物理学中两个非常重要的定律。
首先，我们来了解一下动量守恒。
动量是描述物体运动状态的物理量，它是质量（m）乘以速度（v），即p=mv。
根据牛顿第二定律，物体的动量变化率等于作用在物体上的力产生的冲量，即F=dp/dt，其中F是力，dp/dt是动量的变化率。
根据动量守恒定律，当物体间的外力为零时，物体的总动量保持不变。
当有两个物体发生碰撞时，这个系统的总动量在碰撞前后是守恒的。
换句话说，如果一个物体的动量增加，那么另一个物体的动量必然减小，这就是动量守恒的基本原理。
这个原理被广泛应用在各个领域，例如交通事故、运动中的球类运动和飞行器的设计等。
接下来，我们来讨论能量守恒。
能量是物体进行工作或引起变化的能力，是物理系统的基本属性。
根据能量守恒定律，一个系统的总能量在任意时刻都是保持不变的。
能量可以分为各种形式，包括动能、势能、热能等。
动能是物体运动的能量，由于速度和质量的平方成正比。
势能是物体由于位置而具有的能量，如重力势能和弹性势能。
热能是物体内部粒子运动产生的能量。
在一个封闭系统中，能量守恒定律表明，系统的总能量是一个恒定值，一旦系统能量从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变，只是能量在不同形式之间的转化。
例如，考虑一个物体自由下落的情况。
当物体下落时，势能转化为动能。
当物体触地时，物体的动能转化为热能和声能，但总能量不变。
总结一下，动量守恒和能量守恒是物理学中的两个重要定律。
动量守恒表明在一个封闭系统中，系统的总动量在任意时刻都保持不变。
能量守恒表明系统的总能量在各种能量形式之间转化时保持不变。
这些定律在解释和预测物理现象和事件方面起着关键的作用，并在许多领域的科学研究和技术应用中发挥着重要作用。
大学物理第三章动量守恒定律和能量守恒定律
动量守恒定律的表述
总结词
动量守恒定律表述为系统不受外力或所 受外力之和为零时，系统总动量保持不 变。
VS
详细描述
动量守恒定律是自然界中最基本的定律之 一，它表述为在一个封闭系统中，如果没 有外力作用或者外力之和为零，则系统总 动量保持不变。也就是说，系统的初始动 量和最终动量是相等的。
动量守恒定律的适用条件
能量守恒定律可以通过电磁学 的基本公式推导出来。
能量守恒定律可以通过相对论 的质能方程推导出来。
能量守恒定律的应用实例
01
02
03
04
机械能守恒
在无外力作用的系统中，动能 和势能可以相互转化，但总和
保持不变。
热能守恒
在一个孤立系统中，热量只能 从高温物体传递到低温物体，
最终达到热平衡状态。
电磁能守恒
详细描述
根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等、方向相反。如果将一个物体施加一个力F，则该力会产生一个 加速度a，进而改变物体的速度v。由于力的作用是相互的，反作用力也会对另一个物体产生相同大小、相反方向 的加速度和速度变化。因此，在系统内力的相互作用下，系统总动量保持不变。
02
能量守恒定律
能量守恒定律的表述
感谢观看
01
能量守恒定律表述为：在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭， 只能从一种形式转化为另一种形式。
02
能量守恒定律是自然界的基本定律之一，适用于宇宙中的一切物理过 程。
03
能量守恒定律是定量的，可以用数学公式表示。
04
能量守恒定律是绝对的，不受任何物理定律的限制。
能量守恒定律的适用条件
能量守恒定律适用于孤立系统，即系统与外界没有能量 交换。
动量和能量守恒定律
动量和能量守恒定律动量和能量守恒定律是物理学中两个重要的基本原理。
这两个定律在理论物理和实验物理中起着至关重要的作用。
本文将从理论和实验两方面介绍动量和能量守恒定律，并探讨它们在日常生活和工程实践中的应用。
一、动量守恒定律的基本原理动量守恒定律是描述物体运动的基本规律之一。
根据动量守恒定律，孤立系统中的总动量保持不变。
即在没有外力作用的情况下，物体的总动量守恒。
这一定律可以通过数学公式表示为：Σ(m₁v₁) = Σ(m₂v₂)其中，m₁、m₂分别为物体的质量，v₁、v₂为物体的速度。
该公式表示，两个物体在碰撞前后的动量之和保持不变。
动量守恒定律可以用来解释许多物理现象，如弹性碰撞、爆炸等。
例如，在弹性碰撞过程中，两个物体发生碰撞后，它们之间的动量交换，但总动量保持不变。
这一定律也被应用于交通事故分析和设计安全气囊等工程实践中。
二、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是描述能量转化和能量流动的基本规律。
根据能量守恒定律，孤立系统中的总能量保持不变。
即在没有能量的输入或输出的情况下，系统的总能量守恒。
根据物理学原理，能量可以存在于不同的形式，如动能、势能、热能等。
能量守恒定律可以用数学公式表示为：ΣKE₁ + ΣPE₁ + ΣTE₁ = ΣKE₂ + ΣPE₂ + ΣTE₂其中，KE表示动能，PE表示势能，TE表示热能。
该公式表示，系统中各种形式的能量在转化和交换过程中维持总能量不变。
能量守恒定律可以解释许多自然现象，如机械运动、热力学等。
例如，在机械能守恒定律中，当物体从高处自由下落时，重力势能转化为动能，保持总能量不变。
这一定律也被应用于能源管理和可持续发展等领域。
三、动量和能量守恒定律的联系和应用动量和能量守恒定律都描述了物体或系统中某种物理量的守恒。
二者在某些情况下可以相互转化和关联。
例如，当物体发生完全弹性碰撞时，动量守恒定律和能量守恒定律同时适用。
在碰撞前后，物体的总动能和总动量保持不变。
能量守恒和动量守恒的区别与联系
能量守恒和动量守恒的区别与联系能量守恒和动量守恒是物理学中两个重要的守恒定律。
虽然它们都属于守恒定律的范畴，但它们又存在一些区别与联系。
本文将就能量守恒和动量守恒的区别与联系展开论述。
一、能量守恒和动量守恒的区别1. 定义的不同：能量守恒是指在封闭系统内，能量的总量保持不变。
根据热力学第一定律，能量守恒定律可以表述为能量既不会被创造，也不会被毁灭，只会在各种形式之间互相转化。
动量守恒则是指在系统内，动量的总量保持不变。
根据牛顿第二定律，动量守恒定律可以表述为物体受到的合力为零时，物体的动量保持不变。
2. 物理量的不同：能量既可以是动能、势能等形式，还可以是热能、电能、化学能等。
能量是一个广义的物理量，它与物体的运动状态、相互作用等都有关。
动量则是质量和速度的乘积，是描述物体运动状态的物理量。
动量与物体的质量和速度有关，不同质量和速度的物体具有不同的动量。
3. 守恒定律表述的不同：能量守恒定律可以表述为“能量的总增量等于能量的流入减去流出”。
动量守恒定律可以表述为“在一个封闭系统中，动量的矢量和沿某一方向的分量保持不变”。
二、能量守恒和动量守恒的联系1. 物理规律的基础：能量守恒和动量守恒都是基于牛顿力学中的基本定律建立的。
能量守恒是根据牛顿第一定律推导出来的，而动量守恒是根据牛顿第二定律推导出来的。
2. 相互转化的关系：能量和动量在某些情况下可以相互转化。
例如，当弹性碰撞发生时，动能可以转化为势能，而在重力作用下物体下落时，势能可以转化为动能。
3. 应用领域上的联系：能量守恒和动量守恒定律在实际应用中都具有广泛的适用性。
能量守恒在工程学、热力学、化学等领域中有着重要的应用，如机械工作原理、热能转换等。
而动量守恒在力学、流体力学、电磁学等领域中也有着重要的应用，如碰撞问题、电荷守恒等。
综上所述，能量守恒和动量守恒的区别与联系在于其定义、物理量、守恒定律表述以及应用领域上的差异。
尽管存在一些差异，但能量守恒和动量守恒都在物理学中扮演着重要角色，通过对物体或系统的分析和计算，可以揭示自然界中物质和能量的守恒规律。
动量与能量的守恒定律
动量与能量的守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律是物理学中两个基本的守恒定律。
本文将从概念、原理和应用等方面阐述动量与能量的守恒定律。
一、动量守恒定律动量是物体运动的量度，与物体的质量和速度有关。
动量守恒定律指出，在没有外力作用时，一个系统的总动量保持不变。
动量守恒定律的数学表达式为：对于一个孤立系统，其初态和末态动量之间的差等于系统内部作用力的冲量。
动量守恒定律可以应用于众多实际问题，例如碰撞、爆炸等。
在碰撞问题中，如果系统内部没有外力作用，那么两个物体的总动量在碰撞前后保持不变。
这意味着一个物体的速度增加，另一个物体的速度必然减小。
二、能量守恒定律能量是物体或系统进行工作或产生热的能力。
能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律的数学表达式为：对于一个封闭系统，其初态和末态的能量之差等于系统所做的功与系统所接受的热之和。
能量守恒定律适用于各种能量转化的过程，包括机械能转化、热能转化和化学能转化等。
例如，一个物体从高处自由下落，其势能逐渐转化为动能，而且在空气阻力下逐渐转化为热能。
三、动量守恒与能量守恒的关系动量守恒和能量守恒是物理世界中两个独立而又相互关联的守恒定律。
动量守恒定律和能量守恒定律都描述了物理系统在各种变化中某一物理量的守恒情况，但两者关注的物理量不同。
动量守恒侧重于物体的运动状态，而能量守恒则侧重于物体的能量变化。
在某些情况下，动量守恒和能量守恒可以相互影响和转化。
例如，在完全弹性碰撞中，动能守恒和动量守恒同时适用。
在这种碰撞中，物体之间没有能量损失，同时总动量也保持不变。
四、应用举例动量守恒和能量守恒定律在实际问题中有广泛的应用。
下面以两个具体例子作进一步说明。
例一：弹性碰撞考虑两个质量分别为m1和m2的物体碰撞的情况。
由于没有外力作用，根据动量守恒定律，我们可以得到：m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f其中，m1v1i和m2v2i分别表示碰撞前两个物体的动量，m1v1f和m2v2f表示碰撞后两个物体的动量。
动量与能量的守恒
动量与能量的守恒在物理学中，动量与能量的守恒定律是两个基本定律，它们描述了自然界中物体运动和相互作用的基本规律。
动量守恒定律指出，当一个系统内部没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
而能量守恒定律指出，当一个系统内部没有外部能量转换时，系统的总能量保持不变。
一、动量守恒定律动量（Momentum）是物体运动的重要性质，定义为物体质量与速度的乘积。
动量守恒定律指出，如果一个系统内部没有任何外力作用，那么系统的总动量将保持不变。
动量守恒定律可以用以下公式表示：Σ(Mv) = 常量其中，Σ(Mv)表示系统内所有物体动量的矢量和，M表示物体的质量，v表示物体的速度。
根据动量守恒定律，可以推导出很多有趣的结论。
例如，在两个物体碰撞的过程中，当没有外力作用时，系统的总动量在碰撞前后保持不变。
这意味着如果一个物体的动量增加，那么另一个物体的动量必定减少。
这解释了为什么我们在日常生活中观察到的碰撞现象中，物体通常会以相反方向运动。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的另一个基本定律。
它指出，当一个系统内部没有外部能量转换时，系统的总能量保持不变。
能量可以表达为动能（Kinetic energy）、势能（Potential energy）等形式。
动能指的是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
动能的计算公式为：动能 = (1/2)mv²其中，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
势能是物体由于位置或形状而具有的能量，常见的有重力势能、弹性势能等。
势能的计算公式与具体情况有关。
根据能量守恒定律，当一个物体的能量发生转换时，其他物体的能量也会相应发生变化，但整个系统的总能量保持不变。
例如，当一个摩擦力很小的物体在光滑的水平面上滑动时，机械能（动能+势能）会被保持不变。
三、动量与能量守恒的关系动量和能量是物理学中非常重要的概念，它们之间存在一定的关系。
首先，在一维情况下，系统的总动能等于系统的总机械能，即：Σ(1/2)mv² = Σ(动能 + 势能) = 常量这意味着当一个物体的动能增加时，其它物体的动能和势能必然会发生相应变化，从而保持系统的总机械能不变。
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讨论
I
t2
t1
F (t )dt p2 p1
1.冲量是矢量。冲量的大小和方向与整个过程中力的性质 有关。 2. 在冲击等过程中，力的作用时间很短暂，而力随时间的 变化却很复杂，无法通过力的积分计算冲量,
但可由
I p2 p1 求得力的冲量。
F p2 p1 t2 t1
并估算力的平均冲力： 汽车气囊、拳击手套 etc.
第三章
动量守恒定律和能量守恒定律
牛顿定律是瞬时的规律。 但在有些问题中， 如：碰撞（宏观）、散射（微观）… 我们往往只关心过程中力的效果，即只关心始末态间的关 系 ，对过程的细节不感兴趣；而有些问题我们甚至尚弄不清楚 过程的细节。 作为一个过程，我们关心的是力对时间和空间的积累效应。
力在空间 上的积累 力在时间 上的积累
m F/N 30 0 4 7 t/s
F/N 30 0 4 7
F=70-10t
t/s
二、质点系的动量定理
t2
t1
t2
( F1 F12 )dt m1v1 m1v10
( F2 F21 )dt m2 v2 m2 v 20
F2
F1
F12
F21
t1
m1
m
2
因为内力
F F21 0 12
F
ex
dt
i 1
mivi
i 1
m i vi0 ,
注意： 内力不改变质点系的动量，只有外力才 会对系统的动量变化有贡献！！
例如：
动量定理常应用于碰撞问题
F
t2
mv
Fdt
t1
mv2 mv1 t2 t1
t2 t1
mv1
F
mv2
注意:
在
p
一定时， t 越小，则 F 越大 .
例3-3:一柔软链条长为l,单位长度的质量为.链条放在桌上, 桌上有一小孔,链条一端由小孔稍伸下,其余部分堆在小孔周 围.由于某种扰动,链条因自身重量开始落下.求链条下落速度 与落下距离之间的关系.设链与各处的摩擦均略去不计,且认 为链条软得可以自由伸开 .
解: 选取如图所示的坐标系 某时刻，链条下垂的长度为 y ， 桌面上为 l-y. 链条整体受力为
作功，改变动能
(1) 平动=>冲量，改变动量 (2) 转动=>冲量矩，改变角动量
教学基本要求
一 理解动量、冲量概念,掌握动量定理和动量 守恒定律 . 二 掌握功的概念,能计算变力的功,理解保守力 作功的特点及势能的概念,会计算万有引力、重 力和弹性力的势能 .
三 掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律 , 掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法. 四 了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点 .
Fx t mv2 x mv1x
mv cos (mv cos )
x
mv1
2mv cos
Fy t mv2 y mv1 y
mv2
mv sin α mv sin 0
F Fx 2mv cos t 14.1N
y
方向沿 x 轴反向
2. 在某些情况下，如碰撞、打击、爆炸等过程，外力 与内力相比小很多，即 F内力 F外力 ，这时外力的 作用可忽略，动量也守恒。
yv
0
yvd yv
3.2 动量守恒定律
t2 t1
F
ex
d t p 2 p1
若 质点系所有质总动量不随时间改变，即
P pi 常矢量
i 1
——质点系动量守恒定律 讨论
1. 在动量守恒定律中，系统的动量守恒。即系统内各物体动 量的矢量和不变，单个物体的动量可以改变。
I
t2
t1
F (t )dt p2 p1
分量形式
Ix Iy Iz
t2
t1 t2
Fx dt mv2 x mv1x Fy dt mv2 y mv1 y Fz dt mv2 z mv1z
I I xi I y j I z k
t1 t2
t1
p m1v yv
在此时间内，下垂链条动量的增量为
dp d yv
②
yg
ygdt d yv
等式两边同时乘以ydy:
积分 g
2
d yv dt
1 2
gy dy yvd yv
2 v gy 3
y
0
y dy
2
3.1 动量定理与动量守恒定律
一、质点的动量定理
Fdt dp
F
dp dt
dI Fdt
为力在时间上的积累效应，定义为冲量
即力 F 在 t t+dt 时间内给质点的冲量.
在有限时间内
I
F (t )dt
t1
t2
I
t2
t1
F (t )dt
2
1
d p p2 p1
——动量定理
例如人从高处跳下、飞机与鸟相撞、打桩等 碰撞事件中，作用时间很短，冲力很大 .
例3-2：一质量为0.05kg、速率为10m· s-1的刚球,以与钢板法线 呈45º 角的方向撞击在钢板上,并以相同的速率和角度弹回来 . 设碰撞时间为0.05s.求在此时间内钢板所受到的平均冲力F . 解 ： 建立如图坐标系, 由动量定理得
p1 m 1 g , p2 m2 g , N m2 g
m2
O
则系统所受的合外力为
m1
y
F m1 g ,
其中
m1 y
y
在无限小的时间间隔内，由质点系的动量定理可得
Fdt m1 gdt ygdt dp
①
在时刻 t，链条下垂长度为 y，速度为 v，因此这部分链 条的动量为
，故
t2
t1
( F1 F2 )dt (m1v1 m2 v2 ) (m1v10 m2 v 20 )
质点系动量定理 : 作用于系统的合外力的冲量等于系统动量 的增量.
t2 t1
n
n
F
ex
dt
i 1
mivi
i 1
m i vi0
即
I p p
0
t2 t1
n
n
讨论
3.动量定理适用于任何形式的质点运动，但在讨论如冲击、
碰撞等过程时更方便。
4.动量与参照系有关，但动量差值与参照系无关。因此，动 量定理适用于所有惯性系。
[例3-1] m=10 kg木箱，在水平拉力作用下由静止开始运动， 拉力随时间变化如图。已知木箱与地面摩擦系数为 =0.2， 求：
(1) t=4 秒时刻木箱速度； (2) t=7 秒时刻木箱速度； (3) t=6 秒时刻木箱速度。 解：(1) 根据动量定理：