从牛顿到伽利略.pptx

1力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律§ 牛顿第一定律和惯性参考系基本概念:一、孤立质点不受其它物体作用或离其它物体都足够远的质点(理想模型)。二、牛顿第一定律孤立质点静止或作等速直线运动(每个物体继续保持其静止或作等速直线运动的状态,除非有力加于其上迫使它改变这种状态)。使用范围:质点和惯性参考系。对牛顿第一定律的理解: (1)定性的说明了运动和力的关系:物体的运动并不需要力去维持,只有当物体的运动状态(速度)发生变化即产生加速度时,才需要力的作用。力的定义:力是一物体对另一物体的作用,是物体产生加速度的原因。(2)提出了“惯性”的概念:物体保持原来运动状态不变的特性,是物体所固有的。2力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律三、惯性参考系: 孤立粒子相对它静止或作等速直线运动的参考系。简称“惯性系”。或者:牛顿第一定律能成立的参考系叫惯性系,否则称为非惯性参考系。一般情况下,由观察和实验的性质来判断,如: 在精度不太高时,地球参考系可以看作惯性参考系,又称实验室参考系,或实验室坐标系。在人造地球卫星时,常选“地心——恒星坐标系”:以地心为原点,坐标轴指向恒星的惯性参考系。在研究行星等天体的运动时,常选“日心——恒星坐标系”:以太阳中心为原点,坐标轴指向其它恒星的惯性参考系。相对于惯性参考系作等速直线运动的参考系亦为惯性参考系,这就是惯性参考系的“传递性”:发现一个惯性系,变有无穷多个惯性系。注意:运动只能是相对于参考系而言的,没有参考系的运动描述都是没有任何物理意义的。3力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律量为2kg的质点的运动学方程: ,(t为时间,单位为秒;长度单位为米)。求证:质点受恒力而运动,并求力的大小、():4力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律§ 惯性质量动量和动量守恒定律一、惯性质量其中,α为常量,改变滑块质量,(1)式仍成立,仅α取值不同,α与滑块质量有关。5力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律规定:标准物体的质量mc=1kg,令标准物体与某物体相互作用,和分别表示标准物体和某物体速度的改变量,令:(2)式就是质量的“操作型定义”。由(2)式可知:两物体相撞,m大者较难改变运动状态或速度,反之,m小者则较易。由此可以联想到惯性,因此(2)式定义为惯性质量,简称“质量”。经典力学中,质量为一恒量,并且惯性质量具有可加性。但当质点速度可与光速相比拟时,由相对论力学来确定,质量随速度的增加而增加:6力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律二、动量动量守恒定理1. 动量的定义: 质点的质量与其速度的乘积定义为该质点的动量。性质:矢量,其方向与其速度方向相同。物体系:有两个或更多的相互作用的物体组成的研究对象叫做物体系。质点系:若物体系中的物体均可视作质点,则称为质点系。2. 质点系动量: 质点系内各质点动量的矢量和叫作质点系的动量:7力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律3. 动量守恒定律: 实验表明,若质点系不受质点系以外其它物体的作用,该质点系动量守恒: 注意:动量守恒定律是一普适的守恒定律。适用于:经典力学,相对论力学,场,宏观物体和微观粒子组成的物体系。应用:动量守恒定律可以预测新粒子的存在。例如:1930年泡利提出中微子的假说,于1953年被证实;      1932年查德威克发现中子。练****题: ,,求撞击时球给桌面的冲量。不计空气阻力。8力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律9力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律§ 牛顿运动定律伽利略相对性原理一、力力的独立作用原理由于质点运动状态的变化,源于相互作用,即:力,因此力的研究是质点动力学的基础。 : 是一物体对另一物体的作用,可以用受力物体动量的变化率来量度。这说明:当两质点相互作用时,各自动量对时间的变化率大小相等方向相反。10力学第三章动量定理及动量守恒守恒定律由力的概念可知:质点1对于质点2的作用力和质点2对于质点1的作用力分别为: