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从牛顿第二定律到三大定理及其守恒律(注)
对牛顿第二定律, 当质量m不变时有
Fmdvdtdmv dt定义 Pm
v 称为动量,则 F
dpdt
① 称为动量定理微商式 对①两边同乘dt,得
Fdtd
p ②
称为动量定理微分式 对 ②两边积分,得
t2
Fdtpptp
③
1
称为动量定理积分式 当F
0时,由 ③ 有
p0,
即为动量守恒定律
用r
从左边矢乘 ① 式两边,得 rFr
dpdt
④
定义力矩
MrF
⑤
角动量
Jrp
⑥
则 ④简化为
M
dJdt
⑦
这就是角动量定理微商式 对⑦两边乘以dt,得
MdtdJ
⑧
积分得
t2
tMdtJJJ
⑨
1
当M
0,有
J0,这就是角动
量守恒
对①式两边标乘dr
,得
Fdrmdv
dt
dr
即
Fdrmdvd
r12dtmvdvdmv2
定义动能E
12
k
2
mv
,则
r2
Fd
rErk
EkEk ⑩
1
当Fd
r0时Ek0
,这就是质点
动能守恒。
(注:以上讨论只限定于质点)
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