2022-2023学年高二物理竞赛 动量定理 课件(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛 动量定理 课件(共12张PPT)

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(共12张PPT)
动量定理
在应用时应取投影形式。
在直角坐标系的投影式为

动量定理
质点系动量守恒定律
,则
即质点系的动量保持不变。
1. 如果
2. 如果
,则
即质点系的动量在x轴上投影保持不变。
以上结论称为质点系动量守恒定律。
动量定理
例:电动机的外壳固定在水平基础上,定子和机壳的质量m1,转子质量m2,设定子质心O1,转子质心O2到O1的距离e, 转子匀角速度ω转动。求基础的水平及铅垂约束力。
O1
O2
动量定理
设t=0时,O1O2铅垂,有φ=ωt。
动量
解:取电动机为研究对象。
由动量定理,得
解得约束力
m1g
m2g
Fy
Fx
Mo
p
O1
O2
动量定理
电机不转时:
称为静约束力。
电机转动时,约束力的增量:
称为附加动约束力。
动量定理
例:图示水流流经变截面弯管。设流体是不可压缩的,流动是稳定的。求管壁的附加动约束力。
解:取截面aa与bb之间的流体
为研究对象。经过dt,这部分
流体流到截面a1a1与b1b1之间。
qV为流量,ρ为密度,则质点
系在dt内流过截面的质量为
在时间dt内质点系动量的变化
因为管内流动是稳定的,有
,于是
动量定理
dt为极小,可认为在截面aa与a1a1之间各质点的速度相同,
设为va,截面bb与b1b1之间各质点的速度相同,设为vb,于
是得
作用于质点系上的外力有:P、F、Fa、Fb。应用动量定理,

若将管壁对于流体约束力F分为F′和F″两部分:
F′为管壁静约束力,F″为附加动约束力。则
动量定理
设截面aa和bb的面积分别为Aa和Ab,由于不可压缩流体的
连续性定律知
因此,只要知道流速和曲管的尺寸,即可求得附加动约束力。流体对管壁的附加动作用力大小等于附加约束力,但方向相反。
动量定理
 右图为一水平的等截面直角形弯管。当流体被迫改变流动方向时,
对管壁施加有附加的作用力,它的
大小等于管壁对流体的附加动约束
力,即
由此可见,当流速很高或管子截面积很大时,附加动压力很大,在管子的弯头处应该安装支座。
动量定理
质量中心(简称质心,Center of Mass)
计算质心位置时,常用上式在
直角坐标轴上的投影形式,即
质量中心的公式:
例:如图所示,曲柄滑块机构中,设曲柄OA受力偶作用以匀角速度ω转动,滑块B沿x轴滑动。若OA =AB =l,OA及AB皆为均质杆,质量皆为m1,滑块B的质量为m2。求此系统的质心运动方程、轨迹方程和动量。

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