功和能动量春季.pptVIP

第三章 力学中的守恒定律 动能定理 功能原理 机械能守恒定律 能量守恒定律 动量定理 动量守恒定律 重点 功和功率 质点动能定理 保守力的功、势能 质点系的动能定理、功能原理和机械能守恒定律 难点 变力作功的问题 练习题 作用在质点上的力为 在下列情况下求质点从 处运动到 处该力作的功： 1. 质点的运动轨道为抛物线： 2. 质点的运动轨道为直线： X Y O X Y O 1. 质点的运动轨道为抛物线： 解 做功与路径有关!是过程量 X Y O 2. 质点的运动轨道为直线： 第4章 冲量和动量 本章内容： 4. 1 质点动量定理 4. 2 质点系动量定理 4. 3 质点系动量守恒定律 4. 4 质心 质心运动定理 §4.1 质点动量定理 力的时间积累，即冲量 m 动量 牛顿运动定律 结论 力F 的元冲量 一. 冲量和动量 二. 质点动量定理 质点动量的增量等于合外力乘以作用时间的增量 （动量定理的微分形式） 对一段有限时间有 x y z O 质点动量的增量等于合力对质点作用的冲量 —— 质点动量定理 (1) 物理意义： 质点动量的变化依赖于作用力的时间累积过程 合力对质点作用的冲量 质点动量矢量的变化 (2) 矢量性： 冲量的方向与动量的增量方向相同 讨论 （动量定理积分形式） 在力的整个作用时间内，平均力的冲量等于变力的冲量 平均力 冲量的任何分量等于在它自己方向上的动量分量的增量 动量定理的分量形式 例 一篮球质量0.58kg，从2.0m高度下落，到达地面后，以同样 解 篮球到达地面的速率 对地平均冲力 t F(max) F 0.019s O 相当于 40kg 重物所受重力! 速率反弹，接触时间仅0.019s. 求 对地平均冲力? §4.2 质点系动量定理 P 表示质点系在时刻 t 的动量 （质点系动量定理） 一对内力 直角坐标系： 在有限时间内： (1) 只有外力可改变系统的总动量 (2) 内力可改变系统内单个质点的动量 —— 内部作用复杂 说明 某段时间内，质点系动量的增量，等于作用在质点系上所有外力在同一时间内的冲量的矢量和 ——质点系动量定理 一粒子弹水平地穿过并排静止放置在光滑水平面上的木块,已知两木块的质量分别为 m1, m2 ，子弹穿过两木块的时间各为? t1, ? t2 ，设子弹在木块中所受的阻力为恒力F 子弹穿过第一木块时，两木块速度相同，均为v1 子弹穿过第二木块后，第二木块速度变为v2 例 解 求 子弹穿过后， 两木块各以多大速度运动 解得 §4.3 质点系动量守恒定律 当 动量守恒的分量表述 (1) 动量守恒定律适用于惯性系 质点系动量守恒定律 说明 (2) 动量守恒定律也适用于高速，微观领域 * 第3章 功和能 本章内容： 3. 1 功 3. 2 几种常见力的功 3. 3 动能定理 3. 4 势能 机械能守恒定律 3. 5 能量守恒定律 力的瞬时效应 力的累积效应 空间累积效应 时间累积效应 冲量 动量 功 能 §3.1 功 一.恒力的功 二.变力的功 描述（研究）力在空间的积累效应 的物理量。 M M x y z O a b M a b 力和力的作用点位移的标积（点积）。 在直角坐标系中 在自然坐标系中 说明 (1) 功是标量，有正负 (2) 合力的功等于各分力的功的代数和 (3) 一般来说，功的值与质点运动的路径有关 在ab一段上的功 F (x) x 0 示功图 Fx dx 2 x 1 x （4）功在数值上等于示功图曲线下的面积。 A = x F (x) dx x2 x1 三、 功率 力在单位时间内所作的功，称为功率。 平均功率 瞬时功率 在国际单位制中，功率的单位是（焦耳·秒 ?），符号为W（瓦特或瓦）；通常多用kW（千瓦）作单位， ??????????。过去，在工程上，功率还常用马力（HP）作单位，并规定1HP= 0.735kW 。 质量为10kg 的质点，在外力作用下做平面曲线运动，该质 点的速度为 解 在质点从 y = 16m 到 y = 32m 的过程中，外力做的功。 求 例1 ,开始时质点位于坐标原点。 L 缓慢拉质量为m 的小球， 解 例2 ? = ?0 时， 求 已知用力 保持方向不变 作的功。 已知 m = 2kg , 在 F = 12t 作用下由静止做直线运动 解 例3 求 t = 0?2s内F 作的功及t = 2s 时的功率。 1. 动能(kinetic energy) ： 按照以上定义，动能是一个特殊的由物体的运动状态所决定的状态量。物体可以通过改变其动能而对另一物体施加特殊的影响（即对其作功）。所以，动能（以及任何其他形式的能量）就是物体所具有的作功本领的大小