大学物理学（第5版） 力学、热学

作者简介

张三慧，1998年被聘为清华大学主讲教授。主编《大学物理学》。体例新颖,内容现代,在国内有较大影响,已11次重印。编写英文版电磁学和量子物理,并用英语讲授,甚为优秀生欢迎。参与编译《现代科学技术词典》、《英汉词海》等5部辞书。著有《常见的圆周运动》、《漫谈相对论》等7本科普书(其中2本获奖)。

内容简介

动量与角动量 第2章讲解了牛顿第二定律,主要是用加速度表示的 式(2.3)的形式。该式表示了力和 受力物体的加速度的关系,那是一个瞬时关系,即与 力作用的同时物体所获得的加速 度和此力的关系。实际上,力对物体的作用总要延 续一段或长或短的时间。在很多问题中, 在这段时间内,力的变化复杂,难以细究,而我们又 往往只关心在这段时间内力的作用的总 效果。这时我们将直接利用式(2.2)表示的牛顿第 二定律形式,而把它改写为微分形式并称 为动量定理。本章首先介绍动量定理,接着把这一 定理应用于质点系,导出了一条重要的守 恒定律———动量守恒定律。然后对于质点系,引 入了质心的概念,并说明了外力和质心运动 的关系。后面几节介绍了和动量概念相联系的描述 物体转动特征的重要物理量———角动量, 在牛顿第二定律的基础上导出了角动量变化率和外 力矩的关系———角动量定理,并进一步导 出了另一条重要的守恒定律———角动量守恒定律 。最后还导出了用于质心参考系的角动量 定理。 3.1 冲量与动量定理 把牛顿第二定律公式(2.2)写成微分形式,即 Fdt=dp (3.1) 式中乘积Fdt 叫作在dt 时间内质点所受合外力的 冲量。此式表明在dt 时间内质点所受合 外力的冲量等于在同一时间内质点的动量的增量。 这一表示在一段时间内,外力作用的总 效果的关系式叫作动量定理。 如果将式(3.1)对t0 到t'这段有限时间积分,则有 ∫t' t0 Fdt=∫p' p0dp =p'-p0 (3.2) 左侧积分表示在t0 到t'这段时间内合外力的冲量, 以I 表示此冲量,即 I=∫t' t0 Fdt 则式(3.2)可写成 I=p'-p0 (3.3) 式(3.2)或式(3.3)是动量定理的积分形式,它表明 质点在t0 到t'这段时间内所受的合 3-1 3.1 冲量与动量定理36 外力的冲量等于质点在同一时间内的动量的增量。 值得注意的是,要产生同样的动量增量, 力大力小都可以:力大,时间可短些;力小,时间需长 些。只要外力的冲量一样,就产生同样 国内经典大学物理教材版本，很多院校选作教材，第5次改版。