东南大学：《物理学》课程PPT教学课件（第五版）第三章 动量守恒定律和能量守恒定律（3.2）动量守恒定律

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 质点系动量定理 ΣFd=2p-∑po 若质点系所受的合外力F=∑F=0 则系统的总动量不变一一动量守恒定律 Fex=up, Fex=0, p=C dt 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 1 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 =   =  − i i i i t t i I Fi t p p 0 ex 0 d     质点系动量定理 若质点系所受的合外力 0 ex ex =  = i F Fi   F p C t p F      = , = 0, = d ex d ex 则系统的总动量不变——动量守恒定律

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 ‖讨论 (1)系统的总动量不变,但系统内任 质点的动量是可变的 (2)守恒条件:合外力为零 eX ∑ eX 0 当F<<F时,可近似地认为 系统总动量守恒 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 2 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 (1) 系统的总动量不变，但系统内任一 质点的动量是可变的． (2) 守恒条件：合外力为零． 0 ex ex =  = i F Fi   ➢ 当 时，可近似地认为 系统总动量守恒． ex in F F    讨论

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 (3)若F=∑F≠0,但满足F=0 有P2=∑m2n=C Fe=0 F=0 m0.=C FE=0 1二 (4)动量守恒定律是物理学最普遍、最基 本的定律之 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 3 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 (3) 若 0 ，但满足 ex ex =   i F Fi   0 ex Fx = x i 有 px =mi vi x = C i x x i Fx = 0, px =mi v = C ex (4) 动量守恒定律是物理学最普遍、最基 本的定律之一． i y y i Fy = 0, py =mi v = C ex i z z i F z = 0, pz =mi v = C ex

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 例1设有一静止的原 子核,衰变辐射出一个电子 Pe(电子) 和一个中微子后成为一个新a B PN 的原子核.已知电子和中微 P(中微子) 子的运动方向互相垂直,且 电子动量为12×10-2kg:ms-,中微子的动 量为64×1023kgms1.问新的原子核的动 量的值和方向如何? 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 4 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 例1 设有一静止的原 子核，衰变辐射出一个电子 和一个中微子后成为一个新 的原子核．已知电子和中微 子的运动方向互相垂直，且 电子动量为1.210-22 kg·m·s-1，中微子的动 量为6.410-23 kg·m·s-1．问新的原子核的动 量的值和方向如何？   e p  pN  pν  (中微子) (电子)

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 P=1.2×102kgms Pe(电子) p,=64x10231 g·m:s 解P。+p+pN=0 P⊥p P(中微子) P=(p2+p2)y/ =1.36×10-kg.ms 图中a= arctan e=619° P 或O=180°-61.9°=118.1° 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 5 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 解 0 pe + pν + pN =    22 1 e 1.2 10 kg m s − − p =    2 3 1 6.4 10 kg m s − − =    pν p pν   e ⊥ ( ) 2 2 1 2  pN = pe + pν 22 1 1.36 10 kg m s − − =    e o = arctan = 61.9 ν p p 图中  o o o 或  =180 − 61.9 =118.1   e p  pN  pν  (中微子) (电子)

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 例2一枚返回式火箭以25×103ms1的 速率相对惯性系S沿水平方向飞行.空气阻 力不计.现使火箭分离为两部分,前方的仪 器舱质量为100kg,后方的火箭容器质量为 200kg,仪器舱相对火箭容器的水平速率为 1.0×103ms-1 yIS 求仪器舱和火 箭容器相对惯 性系的速度 O rd 第三章动量守恒和能量守恒 6

第三章 动量守恒和能量守恒 6 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 x z y o x' z' s y' s' o' v  v'  m2 m1 例2 一枚返回式火箭以 2.5103 m·s -1 的 速率相对惯性系S沿水平方向飞行．空气阻 力不计．现使火箭分离为两部分, 前方的仪 器舱质量为100 kg，后方的火箭容器质量为 200 kg，仪器舱相对火箭容器的水平速率为 1.0103 m·s -1 ． 求仪器舱和火 箭容器相对惯 性系的速度．

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 已知=25×10ms0=10×103ms 100ks m2=200kg 求1,2 yI s yIS O r 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 7 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 已知 3 1 2 5 10 m s − v = .   3 1 10 10 m s − v'= .   求 , v1  v2  200 kg 100 kg m2 = m1 = x z y o x' z' s y' s' o' v  v'  m2 m1

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 解℃1=℃2+0’(m+m2)=m01+m202 U,= U′=217×103m.s-1 1+m 2 ℃=317×103m.s-1 yI s yIS O r 第三章动量守恒和能量守恒

第三章 动量守恒和能量守恒 8 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 解 v = v + v' 1 2 1 2 1 1 2 2 (m +m )v = m v +m v 3 1 1 317 10 m s − v = .   3 1 217 10 m s − ' = .   m m m v v v 1 2 1 2 + = − x z y o x' z' s y' s' o' v  v'  m2 m1

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 医[知 XINHUA 神舟六号待命飞天 注:照片摘自新华网 第三章动量守恒和能量守恒 9

第三章 动量守恒和能量守恒 9 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 神舟六号待命飞天 注：照片摘自新华网

物理学 第五版 3-2动量守恒定律 神舟六号点火升空 注:照片摘自新华网 第三章动量守恒和能量守恒 10

第三章 动量守恒和能量守恒 10 3-2 动量守恒定律 物理学 第五版 神舟六号点火升空 注：照片摘自新华网