第二三单元 质点动力学.pptVIP

甘肃工业大学，陈玉红 * * § 2.3 功与能 § 2.1 牛顿运动定律 §2.2 冲量与动量 退 出 2.1 牛顿运动定律（Newton’s Laws of Motion） 一. 牛顿第一定律（惯性定律）(First law，Inertia law) 惯性系（inertial frame）：牛顿第一定律成立的参考系。 力是改变物体运动状态的原因，而并非维持物体运动状态的原因。 上页 下页 退出 返回 任何物体都将保持静止的或作匀速直线运动的状态，直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态。 二. 牛顿第二定律（Second law） 力的叠加原理：力是外力的矢量和，不是一个实际意义上的外力。 机械运动的定量描述，说明的是瞬时关系: 力和加速度同时存在，同时消失，同时改变； m ：质量（mass），它是物体惯性大小的量度，也称惯性质量（inertial mass）。 上页 下页 退出 返回 三. 牛顿第三定律（Third Law） (作用力与反作用力定律) 作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在同一直线上。 两个力属于同一性质的力. 作用力与反作用力作用在不同物体上，不能相互抵消； 说明： 1.牛顿定律只适用于惯性系； 2.牛顿定律是对质点而言的，而一般物体可认为是质点的集合，故牛顿定律具有普遍意义。 上页 下页 退出 返回 2.2 冲量（impulse）与动量（momentum） 力的时间积累，即冲量 (有限时间内， t1?t2) 一、冲量 上页 下页 退出 返回 二、质点动量定理（theorem of momentum of a particle） 物体在恒力作用作匀加速直线运动： 冲量、动量均为矢量 上页 下页 退出 返回 质点动量定理：质点所受的合外力冲量，等于质点动量的增量（即末动量与初动量的矢量差）。 例1：一篮球质量0.58kg，从2.0m高度由静止下落，到达地面后，以同样速率反弹，接触时间仅0.019s，求：对地平均冲力？ 解：篮球到达地面的速率 （m/s） 上页 下页 退出 返回 三、 动量守恒定律（law of conservation of momentum） 为系统外力的矢量和 上页 下页 退出 返回 质点系所受合外力为零，总动量不随时间改变，这就是动量守恒定律。 1. 合外力为零，或外力与内力相比小很多； 2. 合外力沿某一方向为零； 3. 只适用于惯性系； 4. 比牛顿定律更普遍的最基本的定律。 注意： 上页 下页 退出 返回 例2.质量分别为 mA 和 mB ( mA mB )的两质点 A 和 B ,受到相等的冲量作用,则： [ C ] (A) A 比 B 的动量增量少. (B) A 比 B 的动量增量多. (C) A 、 B 的动量增量相等. (D) A 、 B 的动能增量相等. 上页 下页 退出 返回 2.3 功与能（Work and Energy） 一、功：力的空间积累 A B ji 变力的功： A到B做功 恒力的功： 功是标量，有正、负之分。 上页 下页 退出 返回 例4：光滑的水平桌面上有一环带，环带与小物体的摩擦系数 m ，在外力作用下小物体（质量 m ）以速率 v 做匀速圆周运动，求转一周摩擦力做的功。 r 解：小物体对环带压力 走一段小位移 D s 所做的功 转一周 上页 下页 退出 返回 二、 动能定理（kinetic energy theorem） 合外力对质点所做的功等于物体动能的增量。 证明： A B j 上页 下页 退出 返回 对质点系 例如，炸弹爆炸，过程内力和为零，但内力所做的功转化为弹片的动能。 上页 下页 退出 返回 例5.当重物减速下降时，合外力对它做的功 （A）为正值。 （B）为负值。 （C）为零。 （D）无法确定。 [ B ] 例6.如图所示，圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动，判断下列说法中正确的是 （A）重力和绳子的张力对小球都不作功。 （B）重力和绳子的张力对小球都作功。 （C）重力对小球作功，绳子张力对小球 不作功 （D）重力对小球不作功，绳子张力对小球作功 [ A ] 上页 下页 退出 返回 1 保守力（conservative force） 有重力为例 A B 路径1 路径2 所做的功与路径无关，这种力称为保守力。 保守力沿任意闭合路径所做的功为零。 万有引力、静电力、弹性力 三. 功能原理（work-energy theorem） 与保守力相对的称为非保守力（耗散力），如摩擦力。 上页 下页 退出 返回 2 势能 在保守力场（在任意点受保守力的作用），质点从A?B，所做的