3-1質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)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(jī)械能守恒定理3-7完全彈性碰撞完全非彈性碰撞3-1質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系動量定律大小:mv方向:速率的方向1、動量(描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)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(biāo)軸所圍的面積。在數(shù)值上等于份量式:(注意可取質(zhì)點(diǎn)所受合外力的沖量,等于該質(zhì)點(diǎn)動量的增量。3、質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)系的動量定律質(zhì)點(diǎn)系(內(nèi)力、外力)?兩個質(zhì)點(diǎn)的系統(tǒng)n個質(zhì)點(diǎn)的系統(tǒng)因?yàn)閮?nèi)力總是成對出現(xiàn)的,其矢量和為零。所以:質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)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??珊鲆曂饬Γㄍ饬εc內(nèi)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(yīng)是對同一慣性系的速率,動量和應(yīng)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(xí):1、一鏟車底板上放一質(zhì)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(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),以恒速度v沿如圖所示的正三角形ABCA的方向運(yùn)動一周,作用于A處質(zhì)點(diǎn)的沖量大小和方向是[11一、質(zhì)點(diǎn)的角動量rprpd質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動時對圓心的角動量質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)O,質(zhì)點(diǎn)所受的沖量矩質(zhì)點(diǎn)角動量的增量.這就是質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)受的力和它的位移的點(diǎn)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(guān)。2、功是標(biāo)量,但有正負(fù)。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(nèi)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(diǎn),引力與矢徑方向相反kg的質(zhì)點(diǎn)在力(SI)的作用下,從靜止出發(fā),沿x軸正向作直線運(yùn)動。求前三秒內(nèi)該力所作的功。解:(一維運(yùn)動可以用標(biāo)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(nèi)2122兩質(zhì)點(diǎn)間的一對斥力和反斥力所做功之和等于其中一個質(zhì)點(diǎn)受的力順著該質(zhì)點(diǎn)相對于另一質(zhì)點(diǎn)所聯(lián)通的路徑所做的功。二、質(zhì)點(diǎn)的動能定律合外力對質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動狀態(tài)對應(yīng)一定的動能。為動能的增量,增量可正可負(fù),視功的正負(fù)而變。3、動能是質(zhì)點(diǎn)因運(yùn)動而具有的做功本領(lǐng)。24一、保守力:個別力對質(zhì)點(diǎn)做功的大小只與質(zhì)點(diǎn)的始末位置有關(guān),而與路徑無關(guān)。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(yīng)的是耗散力典型的耗散力:磨擦力25幾種保守力和相應(yīng)的勢能?重力的功M在重力作用下由a運(yùn)動到b,取地面為座標(biāo)原點(diǎn).可見,重力是保守力。
26?引力的功兩個質(zhì)點(diǎn)之間在引力作用下相對運(yùn)動時在處為原點(diǎn),M指向m的方向?yàn)槭笍降恼较?。m受的引力方向與矢徑方向相反??梢?,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(yùn)動一周時,保守力對它所作的功為零。物理表達(dá)式為:28引力勢能引力勢能以無窮遠(yuǎn)為零勢能點(diǎn)。彈性勢能彈性勢能以彈簧原長為零勢能點(diǎn)。重力勢能重力勢能以地面為零勢能點(diǎn),注意:零勢能點(diǎn)可以任意取,前述是通常取法。29小結(jié):1、勢能是屬于質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的。提到勢能時。確切應(yīng)當(dāng)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(nèi)力的作用。某種性質(zhì)的保守內(nèi)力與這些性質(zhì)的勢能相關(guān)聯(lián)。3、計算勢能必須規(guī)定零勢能參考點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的勢能大小等于在相應(yīng)的保守力的作用下,由所在點(diǎn)聯(lián)通到零勢能點(diǎn)時保守力所做的功。4、勢能是狀態(tài)量。即勢能是質(zhì)點(diǎn)間相對位置的單值函數(shù)。質(zhì)點(diǎn)系的動能定律質(zhì)點(diǎn):m內(nèi)力:初速率:外力:末速率:3-6功能原理機(jī)械能守恒定理31兩式相減得:外力的功之和+內(nèi)力的功之和=系統(tǒng)末動能-系統(tǒng)初動能所有外力對質(zhì)點(diǎn)系做的功和內(nèi)力對質(zhì)點(diǎn)系做的功之和等于質(zhì)點(diǎn)系總動能的增量。注意:內(nèi)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(zhì)點(diǎn)系動能定律32質(zhì)點(diǎn)系的動能定律:WkA由于kA又由于PB所以質(zhì)點(diǎn)系在運(yùn)動過程中,它所受外力的功與系統(tǒng)內(nèi)非保守內(nèi)力的功的總和等于其機(jī)械能的增量。稱為功能原理。質(zhì)點(diǎn)系的功能原理33=常量假如只有保守內(nèi)力做功的情況下,質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變。能量守恒定理封閉系統(tǒng)內(nèi)有非保守力做功時,機(jī)械能不守恒,能量的形式可能變化,也可能在物體之間轉(zhuǎn)移。一個封閉系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)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(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),在xoy平面上運(yùn)動。其位置矢量為:其中a,b,為正值常數(shù),a(2)求質(zhì)點(diǎn)所受的斥力以及當(dāng)質(zhì)點(diǎn)從A運(yùn)動到B的過程短發(fā)力35A(a,0)點(diǎn):-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(zhì)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(shè)鏈條與桌面的滑動磨擦系數(shù)為,令鏈條從靜止開始運(yùn)動,則:(1)到鏈條離開桌面的過程中,磨擦力對鏈條做了多