动量守恒定律和能力守恒定律

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时间:2019-11-19

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1、第一节质点和质点系的动量定理1.把力与力的作用时间的乘积即冲量m2.动量1.动量定理的微分形式由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)2.动量定理积分形式对一段有限时间有xyzO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3.讨论(动量定理积分形式)5.冲量的几何意义在

2、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4.动量定理在直角坐标中的分量形式问:为什么迅速地把盖在杯上的薄板从侧面打去,鸡蛋就掉在杯中;慢慢地将薄板拉开,鸡蛋就会和薄板一起移动?答:因为鸡蛋和薄板间的摩擦力有限,若棒打击时间很短,所以鸡蛋就掉在杯中.例1一篮球质量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tF(max)F0.019sO相当于40kg重物所受重力!速率反弹,接触时间仅0.019s.求对

3、地平均冲力?例2一长为l、密度均匀的柔软链条,其单位长度的质量为λ.将其卷成一堆放在地面上.若手提链条的一端,以匀速v将其上提.当一端被提离地面高度为y时,求手的提力.解取地面参考系,链条为系统.在t时刻链条动量yyo可得三.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)一对内力在直角坐标系中: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——质点系动量定理第二节动

4、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,微观领域第四节动能定理1.恒力的功2.变力的功一.功研究力在空间的积累效应—功、动能、势能、动能定理、机械能守恒定律。MMabsxyzOab求质点M在变力作用下,沿曲线轨迹由a运动到b,变力作的功一段上的功:M在在直角坐标系中说明(1)功是标量,且有正负(2)合力的功等于各分力的功的代数和在ab一段上的功在自然坐标系中(3)一般来说,功的值与质点运动的路径有关3.功率力在单位时间内所作

5、的功,称为功率。平均功率当t0时的瞬时功率例1质量为2kg的物体由静止出发沿直线运动,作用在物体上的力为F=6t(N).试求在头2秒内,此力对物体做的功.解: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2,开始时质点位于坐标原点。L缓慢拉质量为m的小球,解xy例3=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4求t=02s内F作的功及t=2s时的功率。复习题1一质量

6、为m的小球,以速率为v0、与水平面夹角为60°的仰角作斜抛运动,不计空气阻力,小球从抛出点到最高点这一过程中所受合外力的冲量大小为,冲量的方向是.解:冲量大小:,方向沿y轴负方向.复习题2一个质点在恒力作用下的位移为,则这个力在该位移过程中所作的功为:(A)分析:zhm解:撞前锤速,撞后锤速零.复习题3:一重锤从高度h=1.5m处自静止下落,锤与工件碰撞后,速度为零.对于不同的打击时间,计算平均冲力和重力之比.在碰撞或打击瞬间常忽略重力作用复习题4:质量为m的匀质链条,全长为L,开始时,下端与地面

7、的距离为h,当链条自由下落在地面上时所受链条的作用力?Lh地面受力m求链条下落在地面上的长度为l(l

8、和动能都与参考系有关;动能定理仅适用于惯性系.注意例5一质量为1.0kg的小球系在长为1.0m细绳下端,绳的上端固定在天花板上.起初把绳子放在与竖直线成角处,然后放手使小球沿圆弧下落.试求绳与竖直线成角时小球的速率.解:由动能定理得第三节保守力与非保守力势能一重力、弹性力、万有引力作功的特点1重力作功ABDC(1)重力的功只与始、末位置有关,而与质点所行经的路径无关。(2)质点上升时,重力作负功;质点下降时,重力作正功。结论2弹性力作功xOF(1)弹性力的功只与始、末位置有关,而与

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