第三章动量守恒定律与能量守恒定律精选文档.ppt

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1、第三章动量守恒定律与能量守恒定律本讲稿第一页，共五十六页3.1 质点和质点系的动量定理本讲稿第二页，共五十六页本讲稿第三页，共五十六页本讲稿第四页，共五十六页本讲稿第五页，共五十六页本讲稿第六页，共五十六页本讲稿第七页，共五十六页本讲稿第八页，共五十六页3.2 动量守恒定律本讲稿第九页，共五十六页本讲稿第十页，共五十六页本讲稿第十一页，共五十六页本讲稿第十二页，共五十六页本讲稿第十三页，共五十六页1.恒力对沿直线运动物体作功3.4 动能定理一、功-力对物体的空间积累作用2.变力对沿曲线运动物体作功本讲稿第十四页，共五十六页分量式：本讲稿第十五页，共五十六页例（圆周运动f 的功本讲稿第十六页，共

2、五十六页3.合力的功3.合力的功代数和4.功率本讲稿第十七页，共五十六页二动能和动能定理本讲稿第十八页，共五十六页本讲稿第十九页，共五十六页本讲稿第二十页，共五十六页讨论概念迁移课堂作业本讲稿第二十一页，共五十六页初末3.5 保守力与非保守力 势能本讲稿第二十二页，共五十六页初末本讲稿第二十三页，共五十六页初末本讲稿第二十四页，共五十六页本讲稿第二十五页，共五十六页本讲稿第二十六页，共五十六页本讲稿第二十七页，共五十六页3.6&3.8 功能原理 机械能守恒定律 能量守恒定律 机械能机械能质点系动能定理质点系动能定理 非保守非保守力的功力的功 质点系的功能原理质点系的功能原理 质点系机械能的增量

3、等于质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和外力和非保守内力作功之和.本讲稿第二十八页，共五十六页比较本讲稿第二十九页，共五十六页本讲稿第三十页，共五十六页本讲稿第三十一页，共五十六页本讲稿第三十二页，共五十六页本讲稿第三十三页，共五十六页本讲稿第三十四页，共五十六页本讲稿第三十五页，共五十六页本讲稿第三十六页，共五十六页本讲稿第三十七页，共五十六页本讲稿第三十八页，共五十六页解：当物体向右离开平衡位置x远时，水平方向物体受三个力，1.外力F，方向向右，2弹力kx，方向向左；3摩擦力 mg，方向向左.由牛顿定律列方程，得：上式也可由功能原理得出。物体最远处，v=0,得：本讲稿第三十九页，

4、共五十六页解：设碰撞后两球速度解：设碰撞后两球速度由动量守恒由动量守恒两边平方两边平方由机械能守恒（势能无变化）由机械能守恒（势能无变化）两球速度总互相垂直两球速度总互相垂直例：在平面两相同的球做完全弹性碰撞，其中一球开始时例：在平面两相同的球做完全弹性碰撞，其中一球开始时 处于静止状态，另一球速度处于静止状态，另一球速度 v。求证：碰撞后两球速度总互相垂直。求证：碰撞后两球速度总互相垂直。本讲稿第四十页，共五十六页宇宙速度宇宙速度 牛顿的自然哲学的数学原理插图，抛体牛顿的自然哲学的数学原理插图，抛体的运动轨迹取决于抛体的初速度的运动轨迹取决于抛体的初速度本讲稿第四十一页，共五十六页设设 地球

5、质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 .解解 取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统，系，系统的机械能统的机械能 E 守恒守恒.1）人造地球卫星人造地球卫星 第一宇宙速度第一宇宙速度 第一宇宙速度第一宇宙速度 ，是在地面上发射人造地球卫星，是在地面上发射人造地球卫星所需的最小速度所需的最小速度.本讲稿第四十二页，共五十六页解得解得由牛顿第二定律和万有引力定律得由牛顿第二定律和万有引力定律得本讲稿第四十三页，共五十六页地球表面附近地球表面附近故故计算得计算得第一宇宙速度第一宇宙速度本讲稿第四十四页，共五十六页我国我国1977年发射升空的东方红三号通信卫星年发射升空的东方红三号通

6、信卫星本讲稿第四十五页，共五十六页2）人造行星人造行星 第二宇宙速度第二宇宙速度设设 地球质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 .第二宇宙速度第二宇宙速度 ，是，是抛体脱离地球引力所需抛体脱离地球引力所需的最小发射速度的最小发射速度.取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统 系统机械能系统机械能 守恒守恒.当当若此时若此时则则本讲稿第四十六页，共五十六页第二宇宙速度第二宇宙速度计算得计算得本讲稿第四十七页，共五十六页3）飞出太阳系飞出太阳系 第三宇宙速度第三宇宙速度 第三宇宙速度第三宇宙速度 ，是，是抛体脱离太阳引力所需的抛体脱离太阳引力所需的最小发射速度最小发射速度.设设 地

7、球质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 ,太阳质量太阳质量 ,抛体与太阳相距抛体与太阳相距 .本讲稿第四十八页，共五十六页取地球为参考系取地球为参考系,由机械能由机械能守恒得守恒得 取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统，抛体抛体首先要首先要脱离脱离地球引力的束缚地球引力的束缚,其相对于地球的速率为其相对于地球的速率为 .取太阳为参考系取太阳为参考系 ,抛体抛体相对于太阳的速度相对于太阳的速度为为 ，地球相对于地球相对于太阳的速度太阳的速度则则如如 与与 同向同向,有有本讲稿第四十九页，共五十六页要要脱离太阳引力，机械能至少为零脱离太阳引力，机械能至少为零则则由于由于 与与

8、同向同向,则抛体与太阳的距离则抛体与太阳的距离 即为地球轨道半径即为地球轨道半径 设地球绕太阳轨道近似为一圆，设地球绕太阳轨道近似为一圆，则则本讲稿第五十页，共五十六页计算得计算得第三宇宙速度第三宇宙速度取地球为参照系取地球为参照系计算得计算得本讲稿第五十一页，共五十六页抛抛 体体 的的 轨轨 迹迹 与与 能能 量量 的的 关关 系系 椭椭 圆圆(包括圆包括圆)抛物线抛物线 双曲线双曲线本讲稿第五十二页，共五十六页 亥姆霍兹亥姆霍兹 （18211894），德国物理学家和生理学家），德国物理学家和生理学家.于于1874年发表了论力（现称年发表了论力（现称能量）守恒的演讲，首先系能量）守恒的演讲，

9、首先系统地以数学方式阐述了自然界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各种运动形式之间都遵守能量守恒这条规律守恒这条规律.所以说亥姆霍兹所以说亥姆霍兹是能量守恒定律的创立者之一是能量守恒定律的创立者之一.三、能量守恒定律本讲稿第五十三页，共五十六页 对与一个与自然界对与一个与自然界无无任何联系的系统来说任何联系的系统来说,系统系统内各种形式的能量是内各种形式的能量是可以可以相互转换的，但是不论如何相互转换的，但是不论如何转换，能量既转换，能量既不能产生不能产生，也不能消灭，这一结论叫做，也不能消灭，这一结论叫做能量守恒定律能量守恒定律.1）生产斗争和科学实验的经验总结；生产斗争和科学实验的经验总结；2）能量是系统能量是系统状态状态的函数；的函数；3）系统能量不变系统能量不变,但各种能量形式可以互相但各种能量形式可以互相转化转化；4）能量的变化常用功来量度能量的变化常用功来量度.本讲稿第五十四页，共五十六页下列各物理量中，与参照系有关的物理量下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？是哪些？（不考虑相对论效应）（不考虑相对论效应）1）质量质量 2）动量动量 3）冲量冲量 4）动能动能 5）势能势能 6）功功答：答：动量、动能、功动量、动能、功.讨讨 论论本讲稿第五十五页，共五十六页本讲稿第五十六页，共五十六页