力学守恒定律专用课件.pptVIP

例1. 一质量为 2Kg 的质点沿 x轴运动，初始时刻质点静止于坐标原点，质点受外力 F=4+2t(N)，在该力作用下运动2 秒，则 F 对物体作功为多少？ 例2. 重力对沿曲线运动物体作功 a b O x y z a b O x y z 在重力场中，重力所作的功只与质点移动的高度差有关，与路径无关 二、功率： 平均功率： 瞬时功率： 单位时间内所作的功。 三、动能定理（适用于单个质点） 动能： 动能定理： 合外力对质点所作的功等于质点动能的增加 讨论： （1）动能定理是牛顿第二定律的直接结果。 ? （2）动能与动量 力的空间累积效应 力的时间累积效应 例 一长为 l 的不可伸轻质细线 一端固定，另一端系一质量为 m的小球，先拉动小球使线保 持水平静止，然后释放小球， 求线摆下 ? 角时小球的速率。 由动能定理求： ? 初始： 转过 ? 角，外力作功： ? 练习1　一条均匀链条，质量为m，总长为l成直线状放在桌面上，设桌面与链条之间摩擦系数为?。现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑，试用动能定理计算链条刚好离开桌面时的速率。 §2-5.2 保守力 势能 一、保守力 作功只与物体始末位置有关，而与物体运动路径无关的一类力。 闭合路径 （1）重力 ?重力是保守力 X Y Z 0 a b （2）弹力 ?弹力是保守力 0 （3）万有引力 万有引力是保守力 （4）摩擦力 摩擦力是非保守力 二、势能 保守力作功 系统的始末状态 二、势能 保守力作功 系统的始末状态 状态2 状态1 定义态函数： 保守力作功相同 势能 常见的保守力势能 ------重力势能 ------弹性势能 ------万有引力 势能 状态B 状态A 成对保守力的功等于系统势能的减少（势能的增量的负值） 讨论： （1）势能的系统性。 （2）对于非保守力不能引入 势能的概念。 （3）势能零点的选取： 零势能点的选取： 1、 重力势能的零势能点通常 选在地面或桌面…… 2、弹性势能的零势能点选在 弹簧原长时物体所在位置。 3、万有引力势能的零势能点 选在两物体相距无穷远处。 ------重力势能 ------弹性势能 ------万有引力 势能 §2-5.3 功能原理 一、质点系的动能定理 S1 S2 m1 m2 * §2.2 质点的动量定理 力的瞬时效应 力的时间累积效应 冲量 冲量：力对时间的累积效应 动量： 动量定理： 外力对质点的冲量等于其 动量的增量。 讨论： （1）冲量与动量的改变量相联系， 而不是动量本身。 “好船家会使八面风” “逆风行舟” 航向 风 ? 帆对风的作用力 帆对船的作用力 （2） 的方向变化时， 一般不与 其方向同。 （3）动量定理的分量形式： 二、动量定理的应用 1、求碰撞或冲击问题中变力的 平均值。 t m h M [ 例1 ] 已知 M ，m， h，绳拉紧瞬间，绳与 m、 M 之间的相互作用时间为?t， 求：绳子拉紧后，M 与 m 的共同速度。 [解] 分析物体受力及运动情况： M m o x m h M M： m： m h M x m h M §2-3 质点系的动量定理 和动量守恒定律 一、质点系的动量定理 内力：系统内质点间的相互作 用力。 外力：系统外物体对质点系的作 用力。 质点系：由多个质点组成的系统。 合外力的冲量 = 质点系动量的增量。 与内力无关。 可以证明 二、动量守恒定律 若质点系 则 即：若质点系所受合外力为零，其动量守恒。 讨论： （1）内力不会影响系统的总动量，但可使系统内的动量一个质点转移到另一个质点。 （2）动量守恒律是牛顿第二、三定律的直接结果；是空间平移不变性的物理表现。 （3）动量守恒式的分量形式： 常量 常量 常量 （4）反冲运动中的动量守恒 （5）动量守恒律在近代物理学中的意义 中微子的发现 三、火箭飞行原理（反冲运动） t 时刻，火箭对地面： 之后dt时间内，喷出dm，相对 火箭速度为 u， 则在t+dt时刻，火箭： M dm M-dm v v+dv 火箭+喷射气体的总动量守恒: M dm M-dm v v+dv 多级火箭发射原理 例： R v M m VM 四分之一圆弧 槽质量为M， 置于光滑水 平面上，m自 其顶点由静止 滑下，求m滑 到底时M移动 的距离。 取M+m为一系统，水平方向 动量守恒， R v M m VM 取M+m为一系统，水平方向 动量守恒， R v M m VM 问题：此距离与弧形槽光滑是 否有关？ R v M m VM §2-5.1 功 质点的动能定理 一、功 力对空间