第2章 质点动力学汇编.ppt

惯性力 惯性力是指当物体加速时，惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此称之为惯性力。 总 结 当质点发生有限位移时 例6 如图，物体质量 ，沿固定的四分之一圆弧由A静止滑下，到达B点时的速率 ，求摩擦力作的功． A B m=2 kg v=6 m·s-1 O R=4 m v 不动 §2.6 功和能 解法1 应用动能定理求 解法2 应用功能原理求 A B m=2kg v=6m·s-1 O R=4m v 不动 ? Ff FN G=mg ? §2.6 功和能 当 如果外力不作功，非保守内力也不作功，或者，外力和非保 守内力作功的代数和为零时，质点系内的动能和势能可以相 互转化，但机械能保持不变。 即 有 或 时， 只有保守内力作功时，质点系内的动能和势能可以相互转化， 但机械能保持不变。 机械能守恒定律 恒量 守恒定律是对一个系统而言的。 注意 ? §2.6 功和能 3 机械能守恒定律 例7 长为l 的均质链条，部分置于光滑水平面上，另一部分自然下垂长度为a, 如图所示，假定开始链条静止，求链条刚刚离开桌面时的速率。 地球和链条所组成的系统，只有保守内力（重力）做功，机械能守恒。选桌面为势能零点，有 解 §2.6 功和能 用弹簧连接两个木板m1 、m2 ，弹簧压缩x0 。 解 整个过程只有保守力（重力和弹性力）作功，机械能守恒 例8 给m2 上加多大的压力能使m1 离开桌面？ 求 以m2被压到最低位置时作为重力势能的零势能参考点 §2.6 功和能 * 宇宙速度 牛顿的《自然哲学的数学原理》插图，抛体的运动轨 迹取决于抛体的初速度 §2.6 功和能 设:地球质量 mE , 抛体质量 m ,地球半径 RE `````` 解: 取抛体和地球为一系统 ，系统的机械能 E 守恒 . (1) 人造地球卫星 第一宇宙速度 第一宇宙速度v1，是在地面上发射人造地球卫星所需的最小速度 . §2.6 功和能 解得 `````` 由牛顿第二定律和万有引力定律得 地球表面附近 故 计算得第一宇宙速度 §2.6 功和能 `````` （2） 人造行星 第二宇宙速度 第二宇宙速度v2 ，是抛体脱离地球引力所需的最小发射速度 . 当 若此时 则 第二宇宙速度 设: 地球质量 mE , 抛体质量 m , 地球半径 RE . 取抛体和地球为一系统 , 系统的机械能 E 守恒 . §2.6 功和能 一个星体的逃逸速度为光速时，该星体就成了黑洞. * 黑洞简介 §2.6 功和能 黑洞最早是由印度天体物理学家钱德拉塞卡提出的, 为此他于1983年荣获诺贝尔物理学奖 . (3) 飞出太阳系 第三宇宙速度 第三宇宙速度v3 ，是抛体脱离太阳引力所需的最小发射速度 . 取地球为参考系,由机械能守恒得 取抛体和地球为一系统，抛体首先要脱离地球引力的束缚,其相对于地球的速率为 . 设: 地球质量 mE , 抛体质量 m , 地球半径 RE , 太阳质量mS ，抛体和太阳相距 RS . §2.6 功和能 地球为参考系 取太阳为参考系,抛体相对于太阳的速度为 . 则 若 与 同向,有 地球相对于太阳的速度 要脱离太阳引力，机械能至少为零 则 §2.6 功和能 设:地球绕太阳轨道近似为一圆，由于 与 同向,因此抛体与太阳的距离 即为地球轨道半径. 则 抛体相对于太阳的速度 取地球为参照系 第三宇宙速度 §2.6 功和能 下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？ （不考虑相对论效应） (1)质量 (2) 动量 (3) 冲量 (4) 动能 (5) 势能 (6) 功 答：动量、动能、功 . 讨论1 如图所示的系统, 物体 A、B 置于光滑的桌面上, 物体 A 和 C, B和 D 之间摩擦因数均不为零, 首先用外力沿水平方向相向推压 A 和 B,使弹簧压缩,后拆除外力,则 A 和 B 弹开过程中,对 A、B、C、D 组成的系统 讨论2 （A）动量守恒，机械能守恒 （B）动量不守恒，机械能守恒 （C）动量