本章從牛頓熱學出發給出動量和角動量的定義，推論這兩個守恒定理角動量定理公式與動量定理，并討論它們在牛頓熱學中的應用。下一章討論能量。能量、動量和角動量是最基本的數學量。它們的守恒定理是自然界中的基本規律，適用范圍遠遠超出了牛頓熱學。動量描述平動，角動量描述轉動。力的時間積累（沖量）造成動量的變化；扭矩的時間積累導致角動量的變化。牛牛文庫文檔分享3.1沖量與動量定律牛頓第二定理質點的動量定律：力的時間積累稱為沖量（）：動量定律常用于碰撞過程。牛牛文庫文檔分享牛牛文庫文檔分享40m/s沿水平方向駛向投球手，被擊后以相同速度沿仰角60飛出。求棒對棒球的平均嚴打力。設棒和球的接觸時間為t=1.2ms。60牛牛文庫文檔分享因嚴打力很大，所以由碰撞造成的質點的動量改變，基本上由嚴打力的沖量決定。mv重力、阻力的沖量可以忽視。牛牛文庫文檔分享平均嚴打力約為棒球自重的5900倍！在碰撞過程中，物體之間的碰撞力道是很大的。牛牛文庫文檔分享顯示動量定律的矢量性。【思考】在逆風行舟實驗中，能夠頂風前進？牛牛文庫文檔分享2005年7月4日，日本發射的“深度撞擊”號（）偵測器攜帶的重372千克的銅頭“炮，將以每小時3.7萬公里的速率與坦普爾一號慧星（）的彗核翻車。
“炮轟”彗星據推測，撞擊的硬度相當于4.5噸TNT雷管引起的巨大爆燃，它將會在彗核表面撞出一個約有籃球場大小和14層樓深的凹洞。而撞擊濺射出的大量慧星塵埃和二氧化碳又將使坦普爾一號慧星熠熠生輝角動量定理公式與動量定理，人們有可能通過大型天文望遠鏡目睹這一史無前例的奇特星象。牛牛文庫文檔分享科學家覺得，慧星富含太陽系產生初期的冰凍殘留物。她們希望深入慧星內部的研究將使她們才能了解太陽系產生初期40多億年前的情況，并加深對太陽系起源的進一步了解。天文學家們將組織一場國際規模的觀測，以期盡可能多地搜集此次撞擊的情況。俄羅斯宇航局還計劃調整哈勃、斯皮策和錢德拉太空望遠鏡，在撞擊時和撞擊后鎖定“坦普爾一號”進行觀測。德國科學家一再指出，此次撞擊不會打掉慧星或使慧星偏離其運行軌道因而撞擊月球。牛牛文庫文檔分享103.2質點系的動量定律一、質點系jiij內力：由N個質點構成的系統2、過程中包括的質點不變【思考】為什么有上述要求？牛牛文庫文檔分享11二、質點系的動量定律：合外力ij應用質點系動量定律毋須考慮內力。質點系總動量的時間變化率等于所受合外力內力可改變各質點的動量，但合內力為零，對總動量無影牛牛文庫文檔分享12對質點求和（合內力為零）（慣性系）牛牛文庫文檔分享133.3動量守恒定理3、外力內力時，動量近似守恒。
比如碰撞和爆燃。1、只適用于慣性系。2、若某方向的合外力為零，則沿這方向動量守恒。假如合外力為零，則質點系的總動量不隨時間改變常矢量【演示實驗】載擺貨車演示動量守恒牛牛文庫文檔分享145、物理學家對動量守恒定理具有充分信心。每每出現違背動量守恒的反常現象時，總是提出新的假定來補救，結果也總是以有所新發覺而勝利告終。實驗表明：只要系統不受外界影響,這種過程的動量守恒。4、對這些不能使勁的概念描述的過程，比如光子與電子的碰撞、衰變、核反應等過程，牛牛文庫文檔分享153.4湖人飛行原理“神州”號飛船升空牛牛文庫文檔分享16質點系選：(M+dM,dm)設湖人在自由空間飛行，系統動量守恒：時刻：dm相對湖人體噴射速率，定值。牛牛文庫文檔分享17提升速率的途徑：1、提高二氧化碳噴射速率u；2、增大M（受限制），采用多級湖人，終速率為設湖人質量比牛牛文庫文檔分享18湖人體對噴射的二氧化碳的推力：【思考】自由空間湖人質量隨時間變化，應用牛頓定理，求出錯在那里？噴射的二氧化碳對湖人體的推力：牛牛文庫文檔分享193.5剛體（）質點系的剛體，是一個以質量為權重取平均的特殊點。c剛體質點系【思考】寫出上式的份量方式牛牛文庫文檔分享20對連續分布的物質，分成N個小質元估算在任何參考系中，剛體的動量都等于質點系的總動量。
4、質心的加速度牛牛文庫文檔分享213.6剛體運動定律和形心參考系（慣性系）一、質心運動定律牛牛文庫文檔分享22【例】已知1/4選（M+m）為體系水平方向合外力=0，水平方向剛體靜止。剛體運動定律描述了物體剛體的運動。體系的內力不影響剛體的運動。【演示實驗】質心運動（杠桿）、錐體上滾牛牛文庫文檔分享時刻牛牛文庫文檔分享24二、質心參考系（質情系）剛體靜止的平動參考系稱為質情系。一般總是選剛體為座標原點。相對質情系，質點系的總動量為零。質情系是“零動量系”。在剛體參考系中牛牛文庫文檔分享25【例】在光滑平面上，撞后合為一體（完全非彈性碰撞）。求碰撞后兩者的共同速率v。在剛體參考系觀察，碰撞前后兩者的運動怎樣？質情系和慣性系是兩個不同的概念。質情系可能是，也可能不是慣性系！牛牛文庫文檔分享261、在慣性系中觀察碰撞前剛體速率無外力，剛體速率不變。碰撞后兩者共同速率為剛體速率碰撞前碰撞后牛牛文庫文檔分享272、在質情系中觀察碰后兩者相對靜止：質情系是零動量系。碰前兩者速率共線反向：牛牛文庫文檔分享283.7質點的角動量（）說一個角動量時，必須指明是對那個固定點而言的。
質點m對O點的角動量：牛牛文庫文檔分享29【例】圓周運動的質點關于圓心O的角動量SI：kg?微觀體系的角動量是顯著量子化的，其取值只能是普朗克常數的整數或半質數倍。1005但因宏觀物體的角動量比大得多，所以宏觀物體的角動量可以看作是連續變化的。牛牛文庫文檔分享30，角動量：M和L都是相對慣性系中同一定點定義的。—沖量矩，扭矩的時間積累。質點的角動量定律：質點所受的合外轉矩，等于質點角動量對時間的變化率牛牛文庫文檔分享31牛頓定理角動量定律：因是牛頓定理的結論，則只適用于慣性系。（共線）牛牛文庫文檔分享323.8角動量守恒定理【例】證明開普勒第二定理：行星相對太陽的矢徑在相等的時間內掃過相等的面積。