理论力学第十一章 质点系动量定理讲解
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第十一章动量定理动量定理、动量矩定理和动能定理统称为动力学普遍定理.§11--1 动量与冲量1、动量的概念:产生的相互作用力⑴定义:质点的质量与速度的乘积称为质点的动量,-----记为mv。
质点的动量是矢量,它的方向与质点速度的方向一致。
kgms/单位)i p v 质点系的动量()i i i i c im r m r r m m ∑∑==∑质心公式:⑵、质点系内各质点动量的矢量和称为质点系的动量。
)idr p v dt ()i i dm r dt∑注意:质量m i是不变的如何进一步简化?参考重心、形心公式。
李禄昌()i i i i c im r m r r m m ∑∑==∑) p r r cm v =质点系的动量等于质心速度与其全部质量的乘积。
求质点系的动量问题转化为求刚体质心问题。
cωv C =0v Ccωcov C2.冲量的概念:tF IF I d d IF d 物体在力的作用下引起的运动变化,不仅与力的大小和方向有关,还与力作用时间的长短有关。
用力与作用时间的乘积来衡量力在这段时间内积累的作用。
冲量是矢量,方向与常力的方向一致。
冲量的单位是N.S 。
§11-2 动量定理—-确定动量与冲量的关系由牛顿第二定律:F v m )F v m d )称为质点动量定理的微分形式,即质点动量的增量v v ~ ⎰==-21d 12t t It F v m v m称为质点动量定理的积分形式,即在某一时间间隔⎰==-21d 12t t It F v m v m 2、质点系的动量定理(F (F外力:,内力:(F (F M FF F v tF F v i i d )(∑+)()(d d d e ie i It F p ∑=∑=)(d d e i F tp ∑=称为质点系动量定理的微分形式,即质点系动量的质点系动量对时间的导数等于作用于质点系的外力的矢量和(主矢)动力学与静力学联系。
)(112e ini Ip p =∑=-p p ~ 称为质点系动量定理的积分形式,即在某一时间)(d d e xx F tp ∑=)(d d e yy Ftp ∑=)(d d e z z F tp ∑=动量定理微分形式的投影式:动量定理积分形式的投影式:)(12e xx x Ip p ∑=-)(12e yy y Ip p ∑=-)(12e zz z Ip p ∑=-动量定理是矢量式,在应用时应取投影形式。
质点系的动量定理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述质点系的动量定理是经典力学中重要的基本定律之一,它描述了质点系在外力作用下动量的变化情况。
动量是物体运动状态的重要属性,通过研究质点系统的动量变化可以揭示物体与外界环境之间相互作用的规律以及运动过程中涉及的能量转化和传递。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对质点系的动量定理进行概述和解释。
首先在引言部分进行总体说明,并介绍文章整体结构。
接着,在第二部分将详细介绍质点系的动量概念和动量定理原理,并通过应用实例进行案例分析。
第三部分将阐述动量定理的具体解释和推导方法,包括简单系统和复杂系统下推导方法以及实际应用中可能出现误差和修正方法。
第四部分将探讨动量定理在物理实验中的应用,包括实验装置和步骤介绍、数据处理与分析,以及结果讨论与验证有效性。
最后,在结论与展望部分进行对质点系动量定理的总结评述,并对未来研究方向给出展望和建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释质点系的动量定理,通过对动量定理的阐述和案例分析,帮助读者深入理解该定理的物理意义和运用方法。
同时,通过对动量定理在物理实验中应用的讨论,探究其在实际场景中的有效性和适用性。
最后,对质点系动量定理进行总结评价,并提出未来研究方向的展望和建议。
2. 质点系的动量定理2.1 动量概念介绍在物理学中,质点是指大小可忽略不计、仅具有质量和速度的物体。
动量则是一个质点运动状态的重要属性,它定义为质点的质量乘以其速度。
动量可以用数值表示,并且具有方向。
2.2 动量定理原理动量定理是描述物体受力作用时其动量变化规律的基本定律。
根据动量定理,当一个外力作用在一个系统上时,系统的动量将会改变,并且改变值等于外力对系统施加的冲量(冲击力在时间上积分)。
根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可得到以下数学表达式:F = ma (牛顿第二定律)F = Δp/Δt (冲击力定义)其中,F代表外力,m代表物体的质量,a代表物体受到外力产生的加速度,Δp代表动量改变值(即冲击力),Δt代表时间间隔。
动量是物体运动状态的一种量度,它与物体的质量和速度成正比。
质点系的动量定理和动量守恒定律是描述物体运动规律的重要定律,对于理解和研究物体的运动具有重要意义。
本文将从简述质点系的动量定理开始,逐步深入探讨动量守恒定律,希望能够为读者提供一份深入浅出的参考。
1. 质点系的动量定理质点系的动量定理是描述质点系受力情况下动量的变化规律的定理。
根据牛顿第二定律,质点系的动量定理可以表述为:当一个质点系受到合外力时,它的动量随时间的变化率等于合外力的作用,即\[ \frac{d\vec{p}}{dt}=\vec{F} \]其中,\[ \vec{p} \]代表质点系的动量,\[ \vec{F} \]代表合外力的矢量。
这个定理表明了力对物体动量的影响,是经典力学中非常重要的基本定律之一。
2. 动量守恒定律当质点系受到合内力作用时,它的动量不会发生改变,这就是动量守恒定律的基本内容。
对于一个封闭系统来说,合内力为零,因此动量守恒定律可以表述为:在一个封闭系统内,当没有合外力作用时,质点系的动量保持不变,即\[ \vec{p}_1 + \vec{p}_2 + \cdots + \vec{p}_n = \vec{p}_1' +\vec{p}_2' + \cdots + \vec{p}_n' \]其中,\[ \vec{p}_i \]代表质点i的初始动量,\[ \vec{p}_i' \]代表质点i的最终动量。
动量守恒定律是一个非常重要的物理定律,它对于理解和分析自然界中的各种物理现象具有重要作用。
3. 个人观点和理解动量定理和动量守恒定律的提出和应用,使我们能够更深入地理解物体运动规律,并且在工程技术和自然科学研究中得到了广泛的应用。
在实际生活中,通过对动量定理和动量守恒定律的应用,我们可以更好地理解交通事故、火箭发射和碰撞实验等现象。
这些定律的深入理解和应用,有助于我们更加科学地分析和解决相关问题。