大學(xué)物理課件-動(dòng)量守恒定律本課件將深入探討動(dòng)量守恒定律，涵蓋其定義、單位、應(yīng)用以及與其他物理概念的聯(lián)系。我們將通過(guò)豐富的例子和思考題，幫助你更深刻地理解這一重要物理定律。動(dòng)量的定義動(dòng)量動(dòng)量是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量度。它等于物體的質(zhì)量與速度的乘積。簡(jiǎn)而言之，動(dòng)量代表了物體的運(yùn)動(dòng)“慣性”。動(dòng)量公式動(dòng)量(p)=質(zhì)量(m)x速度(v)動(dòng)量的單位1國(guó)際單位制動(dòng)量的國(guó)際單位制是kg·m/s，讀作“千克米每秒”。2其他單位動(dòng)量的其他單位還有g(shù)·cm/s、lb·ft/s等，但一般情況下使用國(guó)際單位制。牛頓第二定律牛頓第二定律牛頓第二定律闡明了力和物體的加速度之間的關(guān)系。它指出，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質(zhì)量成反比。力與動(dòng)量變化牛頓第二定律可表述為：力等于動(dòng)量變化率。即物體所受的合外力等于動(dòng)量的變化率。動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這意味著在沒(méi)有外力的作用下，系統(tǒng)中各個(gè)物體動(dòng)量的變化相互抵消，總動(dòng)量始終保持不變。動(dòng)量守恒的條件動(dòng)量守恒定律成立的條件是系統(tǒng)不受外力的作用或合外力為零。動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1碰撞動(dòng)量守恒定律可應(yīng)用于碰撞，比如臺(tái)球的碰撞、汽車的碰撞等。在碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2火箭發(fā)射動(dòng)量守恒定律解釋了火箭發(fā)射的原理?；鸺ㄟ^(guò)噴射燃?xì)鈦?lái)獲得反沖力，從而推動(dòng)自身前進(jìn)。3生活中的應(yīng)用動(dòng)量守恒定律也廣泛應(yīng)用于生活中的其他方面，比如走路、跳躍、滑冰等。碰撞與動(dòng)量守恒碰撞類型碰撞分為彈性碰撞和非彈性碰撞兩種。彈性碰撞是指碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒的碰撞。非彈性碰撞是指碰撞過(guò)程中機(jī)械能不守恒的碰撞。動(dòng)量守恒無(wú)論彈性碰撞還是非彈性碰撞，系統(tǒng)的總動(dòng)量始終保持不變。完全彈性碰撞定義完全彈性碰撞是指碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能保持不變。舉例兩個(gè)完全相同的臺(tái)球發(fā)生碰撞，就是一個(gè)典型的完全彈性碰撞。動(dòng)量守恒在完全彈性碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量也保持不變。非彈性碰撞定義非彈性碰撞是指碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的總動(dòng)能不守恒。1特點(diǎn)在非彈性碰撞過(guò)程中，一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，比如熱能、聲能等。2動(dòng)量守恒雖然動(dòng)能不守恒，但系統(tǒng)的總動(dòng)量仍然守恒。3動(dòng)量定理1動(dòng)量定理動(dòng)量定理表明，物體動(dòng)量的變化等于它所受合外力的沖量。2公式?jīng)_量(I)=力(F)x時(shí)間(Δt)=動(dòng)量的變化量(Δp)3應(yīng)用動(dòng)量定理可用于分析物體在受到外力作用下的動(dòng)量變化。動(dòng)量定理應(yīng)用1物體受力運(yùn)動(dòng)動(dòng)量定理可以用來(lái)計(jì)算物體在受到外力作用下的速度變化。2沖量動(dòng)量定理還可以用來(lái)計(jì)算物體受到的沖量。3舉例棒球被球棒擊打時(shí)，球棒對(duì)球的作用力會(huì)使球的動(dòng)量發(fā)生改變?；鸺脑頃r(shí)間速度火箭的原理是基于動(dòng)量守恒定律。火箭通過(guò)噴射燃?xì)鈦?lái)獲得反沖力，從而推動(dòng)自身前進(jìn)。噴射的燃?xì)饩哂袆?dòng)量，而火箭的動(dòng)量與其相反。系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，因此火箭獲得了一個(gè)向上的動(dòng)量?；鸺l(fā)射過(guò)程分析初始階段在火箭發(fā)射的初始階段，火箭的質(zhì)量最大，速度最小。加速階段隨著燃?xì)獾膰娚洌鸺馁|(zhì)量逐漸減小，速度逐漸增加。脫離階段當(dāng)火箭脫離地球引力時(shí)，其速度達(dá)到最大?；鸺奶攸c(diǎn)及應(yīng)用火箭具有速度快、載荷大、發(fā)射距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航天探索、衛(wèi)星發(fā)射、軍事領(lǐng)域等。動(dòng)量守恒定律在生活中的應(yīng)用走路人在走路時(shí)，腳蹬地，地對(duì)腳施加一個(gè)反作用力，使人獲得一個(gè)向前的動(dòng)量。跳躍人在跳躍時(shí)，首先彎曲膝蓋，然后用力伸直雙腿，使身體獲得一個(gè)向上的動(dòng)量?；嗽诨鶗r(shí)，通過(guò)改變腳的用力方向，可以改變自身的運(yùn)動(dòng)方向，這是動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。平拋運(yùn)動(dòng)定義平拋運(yùn)動(dòng)是指物體以一定的初速度水平拋出后，只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其水平方向的速度不變，垂直方向的速度隨時(shí)間勻速增加。平拋運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量水平方向在水平方向，物體的動(dòng)量保持不變。垂直方向在垂直方向，物體的動(dòng)量隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，因?yàn)橹亓υ谧饔?。斜拋運(yùn)動(dòng)定義斜拋運(yùn)動(dòng)是指物體以一定的初速度斜向上拋出后，只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。軌跡斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一個(gè)拋物線。斜拋運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量1水平方向在水平方向，物體的動(dòng)量保持不變。2垂直方向在垂直方向，物體的動(dòng)量隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，因?yàn)橹亓υ谧饔?。共同作用力的?dòng)量守恒定義當(dāng)多個(gè)物體相互作用時(shí)，它們的總動(dòng)量保持不變。例子兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，通過(guò)一根繩子連接，一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)繩子拉緊時(shí)，兩個(gè)物體將以相同的速度運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。彈性碰撞的動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒定律在彈性碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。動(dòng)能守恒在彈性碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)能也守恒。舉例兩個(gè)完全相同的臺(tái)球發(fā)生碰撞，就是一個(gè)典型的彈性碰撞。非彈性碰撞的動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒定律在非彈性碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)量仍然守恒。1動(dòng)能不守恒在非彈性碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)能不守恒，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能、聲能等。2舉例兩個(gè)粘土球碰撞后粘在一起，就是一個(gè)典型的非彈性碰撞。3動(dòng)量守恒定律的局限性1封閉系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律只適用于封閉系統(tǒng)，即不受外力作用的系統(tǒng)。2理想情況動(dòng)量守恒定律是一個(gè)理想情況下的定律，實(shí)際情況中，由于存在摩擦力、空氣阻力等外力的影響，動(dòng)量守恒定律只是一種近似。質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒1定義質(zhì)點(diǎn)系是指由多個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的系統(tǒng)。2動(dòng)量守恒質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量等于各個(gè)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的向量和。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)系不受外力的作用或合外力為零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量保持不變。3舉例太陽(yáng)系就是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)系。太陽(yáng)系中各個(gè)天體的動(dòng)量不斷變化，但太陽(yáng)系的總動(dòng)量保持不變。質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒的應(yīng)用時(shí)間動(dòng)量質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒定律可以用來(lái)分析多體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如，在研究火箭發(fā)射時(shí)，需要考慮火箭本身的動(dòng)量和噴射燃?xì)獾膭?dòng)量。動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒定律描述了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的守恒性。能量守恒能量守恒定律描述了能量形式的轉(zhuǎn)化和守恒性。聯(lián)系動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律都是物理學(xué)中重要的基本定律。它們相互聯(lián)系，共同描述了物理世界的規(guī)律。牛頓三大定律牛頓第一定律牛頓第一定律是指慣性定律，它指出，任何物體在不受外力作用時(shí)，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓第二定律牛頓第二定律是指加速度定律，它指出，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質(zhì)量成反比。牛頓第三定律牛頓第三定律是指作用力與反作用力定律，它指出，當(dāng)兩個(gè)物體相互作用時(shí)，它們之間會(huì)產(chǎn)生大小相等、方向相反的力。牛頓三大定律應(yīng)用力學(xué)分析牛頓三大定律是力學(xué)分析的基礎(chǔ)，可以用來(lái)解釋和預(yù)測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。工程設(shè)計(jì)牛頓三大定律廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中，比如橋梁、汽車、飛機(jī)的設(shè)計(jì)。力的分類按力的性質(zhì)按力的性質(zhì)可分為重力、彈力、摩擦力、電磁力、核力等。按力的作用效果按力的作用效果可分為拉力、壓力、支持力、浮力、阻力等。力的合成與分解力的合成力的合成是指將多個(gè)力合成一個(gè)力，使其對(duì)物體的作用效果與多個(gè)力相同。力的分解力的分解是指將一個(gè)力分解為多個(gè)力，使其對(duì)物體的作用效果與原力相同。靜止摩擦力1定義靜止摩擦力是指物體相對(duì)接觸面靜止時(shí)，接觸面之間產(chǎn)生的阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。2特點(diǎn)靜止摩擦力的大小和方向會(huì)隨著外力的變化而變化，最大靜止摩擦力等于物體受到的滑動(dòng)摩擦力。滾動(dòng)摩擦力定義滾動(dòng)摩擦力是指物體在接觸面上滾動(dòng)時(shí)，接觸面之間產(chǎn)生的阻礙物體滾動(dòng)的力。特點(diǎn)滾動(dòng)摩擦力一般比滑動(dòng)摩擦力小，這使得滾動(dòng)摩擦力在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用?？諝庾枇Χx空氣阻力是指物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣對(duì)物體產(chǎn)生的阻礙運(yùn)動(dòng)的力。影響因素空氣阻力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度、物體表面積、物體形狀等因素有關(guān)。應(yīng)用空氣阻力在飛機(jī)、汽車、自行車的設(shè)計(jì)中起著重要的作用。有關(guān)動(dòng)量的思考題1題目一輛質(zhì)量為1000kg的汽車以20m/s的速度行駛，剎車后5秒停了下來(lái)。求剎車力的大小。1分析可以使用動(dòng)量定理來(lái)求解。2有關(guān)動(dòng)量的思考題21題目質(zhì)量為2kg的物體，初速度為4m/s，在水平面上受到一個(gè)大小為10N的水平力作用，作用時(shí)間為2秒。求物體末速度的大小。2分析可以使用動(dòng)量定理來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題31題目質(zhì)量為5kg的物體，以10m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為10kg的靜止物體發(fā)生彈性正碰。求碰撞后兩物體的速度。2分析可以使用動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題4時(shí)間動(dòng)量一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)大小為5N的恒力作用，作用時(shí)間為5秒。若物體的初動(dòng)量為10kg·m/s，求物體末動(dòng)量的大小。有關(guān)動(dòng)量的思考題5題目質(zhì)量為100g的子彈以500m/s的速度射入一塊質(zhì)量為5kg的木塊中，子彈陷入木塊中，兩者一起運(yùn)動(dòng)。求子彈和木塊一起運(yùn)動(dòng)的速度。分析這是一個(gè)非彈性碰撞，可以使用動(dòng)量守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題6題目一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，以5m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體發(fā)生彈性正碰。若碰撞后，質(zhì)量為1kg的物體靜止。求碰撞后質(zhì)量為2kg的物體速度。分析可以使用動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題7題目一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，以3m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體發(fā)生正碰。碰后兩物體粘在一起運(yùn)動(dòng)。求碰后兩物體的共同速度。分析這是一個(gè)非彈性碰撞，可以使用動(dòng)量守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題8題目一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體，以4m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體發(fā)生彈性正碰。若碰撞后，質(zhì)量為3kg的物體以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)。求碰撞后質(zhì)量為5kg的物體的速度。分析可以使用動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題9題目質(zhì)量為2kg的物體，以4m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)靜止的物體發(fā)生非彈性正碰。碰后兩物體粘在一起運(yùn)動(dòng)。求碰后兩物體的共同速度。分析可以使用動(dòng)量守恒定律來(lái)求解。有關(guān)動(dòng)量的思考題101題目一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，以5m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體發(fā)生彈性正碰。碰后，質(zhì)量為2kg的物體以7m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)。求碰撞后質(zhì)量為3kg的物體的速度。2分析可以使