3-1質點和質點系的動量定理3-2動量守恒定理3-4動能定律3-5保守力與非保守力勢能3-6功能原理機械能守恒定理3-7完全彈性碰撞完全非彈性碰撞3-1質點和質點系動量定律大小:mv方向:速率的方向1、動量(描述質點運動狀態(tài),矢量)方向:速率變化的方向2、沖量(力的作用對時間的積累,矢量)方向不同!注意:沖量的方向和瞬時力沖量的幾何意義沖量的幾何意義:沖量圖線與座標軸所圍的面積。在數(shù)值上等于份量式:(注意可取質點所受合外力的沖量,等于該質點動量的增量。3、質點的動量定律注意:1.動量為狀態(tài)量,沖量為過程量。2.動量定律可寫成份量式,即:4、質點系的動量定律質點系(內力、外力)?兩個質點的系統(tǒng)n個質點的系統(tǒng)因為內力總是成對出現(xiàn)的,其矢量和為零。所以:質點系的動量定律:積分形式微分形式以F和P表示系統(tǒng)的合外力和總動量,上式可寫為:注意:1、系統(tǒng)動量守恒,但每位質點的動量可能變化。2、在碰撞、打擊、爆炸等互相作用時間極短的過程中,常常可忽視外力(外力與內力相比小好多)。3、動量守恒可在某一方向上創(chuàng)立(合外力沿某一方4、定律中的速率應是對同一慣性系的速率,動量和應是同一時刻的動量之和。
5、動量守恒定理只適用于慣性系。6、動量守恒定理在微觀高速范圍仍適用。是比牛頓定理更普遍的最基本的定理練習:1、一鏟車底板上放一質量為10kg的物體,鏟車底板加速上升,加速度大小為a=2+4t(SI),g=10ms-注:動量定律只適用于慣性參考系.102、質量為m的質點,以恒速度v沿如圖所示的正三角形ABCA的方向運動一周,作用于A處質點的沖量大小和方向是[11一、質點的角動量rprpd質量為m的質點做圓周運動時對圓心的角動量質點的動量p和矢徑r不相互垂直4-312用叉積定義角動量角動量方向角動量大小方向用左手螺旋法規(guī)定13二、質點的角動量定律方向用左手螺旋法規(guī)定角動量定律力對定點的扭矩14上式也可寫成:動量沖量角動量角沖量動量矩沖量矩對同一參考點O,質點所受的沖量矩質點角動量的增量.這就是質點的角動量定律.15一、功和功率位移無限小時:dW稱為元功功等于質點受的力和它的位移的點積單位:J量綱:ML-23-4、動能定律16元功:d元位移:173、合力的功物體同時受的作用推論:合力對物體所做的功等于其中各個分力分別對該物體所做功的代數(shù)和。
注意:1、功是過程量,與路徑有關。2、功是標量,但有正負。3、合力的功為各分力的功的代數(shù)和。184、功率力在單位時間內所作的功單位:W或Js-1量綱:ML-319例1、一隕鐵從距地面高為h處由靜止開始落向地面動量定理在哪本書,忽視空氣阻力,求隕鐵下落過程中,萬有引力的功是多少?解:取地心為原點,引力與矢徑方向相反kg的質點在力(SI)的作用下,從靜止出發(fā),沿x軸正向作直線運動。求前三秒內該力所作的功。解:(一維運動可以用標量)215、一對斥力和反斥力的功組成一個封閉系統(tǒng)在dt時間內2122兩質點間的一對斥力和反斥力所做功之和等于其中一個質點受的力順著該質點相對于另一質點所聯(lián)通的路徑所做的功。二、質點的動能定律合外力對質點所做的功等于質點動能的增量。23定義:動能E單位:J量綱:ML-2說明:1、動能是狀態(tài)量,任一運動狀態(tài)對應一定的動能。為動能的增量,增量可正可負,視功的正負而變。3、動能是質點因運動而具有的做功本領。24一、保守力:個別力對質點做功的大小只與質點的始末位置有關,而與路徑無關。這些力稱為保守力。3-5保守力與非保守力勢能典型的保守力:重力、萬有引力、彈性力與保守力相對應的是耗散力典型的耗散力:磨擦力25幾種保守力和相應的勢能?重力的功M在重力作用下由a運動到b,取地面為座標原點.可見,重力是保守力。
26?引力的功兩個質點之間在引力作用下相對運動時在處為原點,M指向m的方向為矢徑的正方向。m受的引力方向與矢徑方向相反。可見,萬有引力是保守力。27?彈力的功可見,彈性力是保守力。物體沿任意閉合路徑運動一周時,保守力對它所作的功為零。物理表達式為:28引力勢能引力勢能以無窮遠為零勢能點。彈性勢能彈性勢能以彈簧原長為零勢能點。重力勢能重力勢能以地面為零勢能點,注意:零勢能點可以任意取,前述是通常取法。29小結:1、勢能是屬于質點系統(tǒng)的。提到勢能時。確切應當稱物體系統(tǒng)的勢能。2、物體系統(tǒng)具有勢能的必要條件是各物之間有保守內力的作用。某種性質的保守內力與這些性質的勢能相關聯(lián)。3、計算勢能必須規(guī)定零勢能參考點。質點在某一點的勢能大小等于在相應的保守力的作用下,由所在點聯(lián)通到零勢能點時保守力所做的功。4、勢能是狀態(tài)量。即勢能是質點間相對位置的單值函數(shù)。質點系的動能定律質點:m內力:初速率:外力:末速率:3-6功能原理機械能守恒定理31兩式相減得:外力的功之和+內力的功之和=系統(tǒng)末動能-系統(tǒng)初動能所有外力對質點系做的功和內力對質點系做的功之和等于質點系總動能的增量。注意:內力能改變系統(tǒng)的總動能,但不能改變系統(tǒng)的總動量。
記作:WKA質點系動能定律32質點系的動能定律:WkA由于kA又由于PB所以質點系在運動過程中,它所受外力的功與系統(tǒng)內非保守內力的功的總和等于其機械能的增量。稱為功能原理。質點系的功能原理33=常量假如只有保守內力做功的情況下,質點系的機械能保持不變。能量守恒定理封閉系統(tǒng)內有非保守力做功時,機械能不守恒,能量的形式可能變化,也可能在物體之間轉移。一個封閉系統(tǒng)內經歷任何變化時,該系統(tǒng)的所有能量的總和保持不變。這是普遍的能量守恒定理。例1、一質量為m的質點,在xoy平面上運動。其位置矢量為:其中a,b,為正值常數(shù),a(2)求質點所受的斥力以及當質點從A運動到B的過程短發(fā)力35A(a,0)點:-15(P104=10kg;下降1m漏去0.2kg水。求:桶勻速上升到井口,W373-15(P104=10kg;下降1m漏去0.2kg水。求:桶勻速上升到井口,W383-15(P104=10kg;下降1m漏去0.2kg水。求:桶勻速上升到井口,W393-15(P104=10kg;下降1m漏去0.2kg水。求:桶勻速上升到井口,W403-15(P104=10kg;下降1m漏去0.2kg水。求:桶勻速上升到井口,Wmg41例4、一鏈條總長為L,質量為m。置于桌面上并使其三部份下垂動量定理在哪本書,下垂的寬度為a,設鏈條與桌面的滑動磨擦系數(shù)為,令鏈條從靜止開始運動,則:(1)到鏈條離開桌面的過程中,磨擦力對鏈條做了多