大学物理3_8能量守恒定律.ppt

* 第三章动量守恒定律和能量守恒定律 3 – 8 能量守恒定律 * 亥姆霍兹 （1821—1894），德国物理学家和生理学家.于1847年发表了《论力（现称能量）守恒》的演讲，首先系统地以数学方式阐述了自然界各种运动形式之间都遵守能量守恒这条规律.所以说亥姆霍兹是能量守恒定律的创立者之一 . 对于一个与自然界无任何联系的系统来说, 系统 内各种形式的能量是可以相互转换的，但是不论如何 转换，能量既不能产生，也不能消灭，这一结论叫做 能量守恒定律. 1）生产斗争和科学实验的经验总结； 2）能量是系统状态的函数； 3）系统能量不变,但各种能量形式可以互相转化； 4）能量的变化常用功来量度. 作业:P.84 3-24, 3-25 ,3-26 预习:4-1 刚体的定轴转动 4-2 力矩 转动定律 转动惯量 讨论: 书P.82 3-5如图所示,子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后而穿出.以地面为参考系,下列说法中正确的说法是( ) (A)子弹减少的动能转变为木块的动能; (B)子弹-木块系统的机械能守恒; (C)子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功; (D)子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热. C 讨论: 两质量分别为m1、m2的小球,用一劲度系数k为的轻弹簧相连,放在水平光滑桌面上,如图所示.今以等值反向的力分别作用于两小球,则两小球和弹簧构成的系统中( ) (A)动量守恒，机械能守恒； (B)动量守恒，机械能不守恒； (C)动量不守恒，机械能守恒； (D)动量不守恒，机械能不守恒。 f f k m1 m2 B 讨论: 劲度系数为k的弹簧下端固定在水平面上，如图所示，今将一质量为m的物体轻轻放在弹簧上，立即松手，欲求弹簧的最大压缩量h，你采用什么规律 ；关系式是 ；结果是 。 机械能守恒 质量为m的小球，自A点无初速沿图示轨道滑动到B点而停止。图中H1与H2分别表示A、B两点离水平面的高度，则小球在滑动过程中，重力的功为 ，摩擦力的功为 ，合力的功为 。 讨论: H1 H2 A B 例3. P24. 习题选编三、19 弹簧的劲度系数为 k，质量为 m 的物体静止于光滑水平面上，如图。质量也为 m 的小球以速度 v 水平飞向物体，与物体发生完全弹性碰撞。（1）碰撞后小球与物体的速度各为多大？（2）求碰撞后物体运动过程中弹簧的最大压缩量。 m m 解：（1） 碰撞过程系统动量守恒，机械能守恒，设碰撞后小球的速度为 ，物体的速度为 ，则 m m 解:（2） 物体压缩弹簧的过程,物体与弹簧组成 的系统机械能守恒 例11 弹簧的劲度系数为 k，质量为 m 的物体静止于光滑水平面上，如图。质量也为 m 的小球以速度 v 水平飞向物体，与物体发生完全弹性碰撞。（1）碰撞后小球与物体的速度各为多大？（2）求碰撞后物体运动过程中弹簧的最大压缩量。 例3. P24. 习题选编三、19 如图所示，一光滑的滑梯，质量为 M，高度为 h，放在一光滑平面上，滑梯底部轨道与水平面相切，质量为 m 的小物块自滑梯底部轨道由静止下滑，求：（1）物块滑到地面时，滑梯的速度。（2）物块下滑的整个过程中，滑梯对物块所作的功。 解：（1） 物块下滑过程,滑梯物块地球组成的系统机械能守恒，滑梯物块组成的系统水平方向动量守恒 M m h （滑梯速度） 例4. P24. 习题选编三、17 设物块的速度为 v1 ，滑梯的速度为v2 如图所示，一光滑的滑梯，质量为 M，高度为 h，放在一光滑平面上，滑梯底部轨道与水平面相切，质量为 m 的小物块自滑梯底部轨道由静止下滑，求：（1）物块滑到地面时，滑梯的速度。（2）物块下滑的整个过程中，滑梯对物块所作的功。 解：（2） M m h （物块速度） 由动能定理，物块所受的合力的功等于其动能的增量 其中 例4. P24. 习题选编三、17 例5. P24. 习题选编三、20 如图所示，一物体与斜面间的摩擦系数 ，斜面固定，倾角 ，现给予物体一初速度 使它沿斜面向上滑，求：（1）物体能上升的最大高度；（2）该物体达到最高点后，沿斜面返回原出发点时的速率。 解： 利用功能原