新编实用物理2第2章--动量-能量课件.ppt

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1、点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映第第2 2章章 动量动量 能量能量 动量动量 动能守恒定律动能守恒定律2.1功与能功与能 2.2动能定理动能定理 机械能守恒定律机械能守恒定律 2.3点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.12.1 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律2.1.1冲量与动量定理冲量与动量定理2.1.2质点系的动量定理质点系的动量定理2.1.3动量守恒定律动量守恒定律点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.1.1质点的位置矢量与运动学方程质点的位置矢量与运动学方程质点的动量定义为质点质量质点的动量

2、定义为质点质量m与质点与质点速度速度v的乘积，记作的乘积，记作p。动量动量p是矢量，以速度是矢量，以速度v的指向为其指的指向为其指向，动量的大小等于质量向，动量的大小等于质量m与速率与速率v的乘积的乘积.牛顿第二定律可写为牛顿第二定律可写为（2-1）又称为质点动量定理的微分形式。又称为质点动量定理的微分形式。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映将上述动量定理对时间积分一次，得将上述动量定理对时间积分一次，得(2-1)定义定义I为冲量，为冲量，(2-2)则则(2-3)称为动量定理的积分形式。称为动量定理的积分形式。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此

3、处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.1.2动量守恒定律动量守恒定律如果一个系统所受的合外力为零，由如果一个系统所受的合外力为零，由动量定理可知动量定理可知（2-7）如果物体所受的外力的矢量和为零，如果物体所受的外力的矢量和为零，则物体系的总动量保持不变，这就是动量守则物体系的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。恒定律。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映应用动量守恒定律时，应该注意以下几点：应用动量守恒定律时，应该注意以下几点：(1)系统动量守恒的条件是合外力为零。但系统动量守恒的条件是合外力为零。但如果在外力比内力小得多的

4、情况下，认为如果在外力比内力小得多的情况下，认为系统近似满足动量守恒定律。系统近似满足动量守恒定律。(2)动量守恒表达式是矢量表达式，在具体动量守恒表达式是矢量表达式，在具体的坐标系中有其分量表达式。的坐标系中有其分量表达式。(3)动量守恒定律只适用于惯性参考系，各动量守恒定律只适用于惯性参考系，各物体的动量必须相对于同一惯性参考系。物体的动量必须相对于同一惯性参考系。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.2 2.2 功与能功与能2.2.1功功功率功率2.2.2保守力的功保守力的功2.2.3势能势能点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点

5、击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2变力的功变力的功力在小段上对质点做的功为力在小段上对质点做的功为（2-10）质点沿着曲线从点质点沿着曲线从点1移到点移到点2，力所做的功，力所做的功为为dW的和，即积分的和，即积分(2-11)将力将力F与与dr都用直角坐标的分量来表示，都用直角坐标的分量来表示，然后代入功的表达式中可得然后代入功的表达式中可得(2-12)点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映3合力的功合力的功质点如同时受到几个力的作用，通常质点如同时受到几个力的作用，通常按照几个力的合力完成的功等于各个力分按照几个力的合力完成的功等于各个

6、力分别完成的功的总和这一思路来计算。别完成的功的总和这一思路来计算。(2-13)点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.2.2保守力的功保守力的功1重力的功重力的功质量为质量为m的质点沿曲线的质点沿曲线从从a点运动到点运动到b点点有，有，Fx=0，Fy=-mg(2-15)上式表明重力对物体做的功仅与物体的初、上式表明重力对物体做的功仅与物体的初、末位置有关，与物体运动路径无关末位置有关，与物体运动路径无关点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击

7、此处结束放映点击此处结束放映2万有引力的功万有引力的功设质量为设质量为m的质点，在另一质量为的质点，在另一质量为m1的质点的万有引力作用下，沿如图所示的的质点的万有引力作用下，沿如图所示的任意路径由任意路径由a点运动到点运动到b点。点。两个质点间的万有引力为两个质点间的万有引力为引力所做的功为引力所做的功为点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映所以所以m从从a到到b，万有引力做的功为，万有引力做的功为（2-17）万有引力做的功也只与始末位置有关，而万有引力做的功也只与始末位置有关，而与路径无关。与路径无关。总之：重力、弹性力、万有引力总之：重力、弹性力、万有引力(还有

8、还有静电力、分子力等静电力、分子力等)它们对物体所做的功与它们对物体所做的功与路径无关，只由物体的始末位置决定，这路径无关，只由物体的始末位置决定，这类力称为保守力；而做功多少与物体运动类力称为保守力；而做功多少与物体运动路径有关的力称为非保守力，如摩擦力。路径有关的力称为非保守力，如摩擦力。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映(1)重力势能重力势能规定地球水平面处势能为零，质点的规定地球水平面处势能为零，质点的重力势能为重力势能为(2-19)(2)弹性势能弹性势能规定弹簧既不伸长也不缩短时的势能规定弹

9、簧既不伸长也不缩短时的势能为零。质点的弹性势能为为零。质点的弹性势能为(2-20)(3)引力势能引力势能取无限远处为零势能点，取无限远处为零势能点，m与与m1之间距离之间距离为为r时的引力势能为时的引力势能为(2-21)点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.3 2.3 动能定理动能定理 机械能守恒定律机械能守恒定律2.3.1动能动能动能定理动能定理2.3.2功功能原理能原理2.3.3机械能守恒定律机械能守恒定律2.3.4能量守恒定律能量守恒定律点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.3.1动能动能 动能定理动能定理1动能动能物体因运动而

10、具有的做功本领叫物体物体因运动而具有的做功本领叫物体的动能。通过分析，运动质点的的动能。通过分析，运动质点的值的值的减少正等于它所做的功，因此定义以速度减少正等于它所做的功，因此定义以速度v运动的质点的动能为运动的质点的动能为，并将静止质点，并将静止质点的动能规定为零。质点的动能以的动能规定为零。质点的动能以T表示，则表示，则有有(2-24)动能是个标量，只与速度的大小有关，动能是个标量，只与速度的大小有关，与速度的指向无关。与速度的指向无关。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2动能定理动能定理研究其他物体对质点做功，若质点受研究其他物体对质点做功，若质点受力为力

11、为F，力，力F对质点做的功为对质点做的功为(2-25)运动质点动能的增长等于其他物体对它所运动质点动能的增长等于其他物体对它所做的功，这就是质点的动能定理。做的功，这就是质点的动能定理。推广到由多个质点组成的系统推广到由多个质点组成的系统(2-26)质点系的动能的增量等于作用于质点系的质点系的动能的增量等于作用于质点系的一切外力做的功和一切内力做的功之和，一切外力做的功和一切内力做的功之和，这就是质点系的动能定理。这就是质点系的动能定理。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.3.2功功能原理能原理对于一个物体系而言，内力可分为保对于一个物体系而言，内力可分为保守内

12、力和非保守内力守内力和非保守内力.因此式因此式(2-26)可以改可以改写为写为(2-27)V0，V1分别表示初、末态势能之和，分别表示初、末态势能之和，W保内保内表示所有保守内力做功之和，则表示所有保守内力做功之和，则动能和势能统称为机械能，即动能和势能统称为机械能，即E=T+V，于，于是是(2-28)即物体系的外力和非保守内力的总功等于即物体系的外力和非保守内力的总功等于系统机械能增量，这一结论称为功能原理。系统机械能增量，这一结论称为功能原理。点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映点击此处结束放映2.3.4能量守恒定律能量守恒定律在广泛意义上，能量在广泛意义上，能量(并不限于机械能并不限于机械能)总是守恒的，它只是从一种形式转化为另总是守恒的，它只是从一种形式转化为另一种形式，这就是能量守恒定律。一种形式，这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界的一个普遍规能量守恒定律是自然界的一个普遍规律，对于宏观现象和微观领域均能适用，律，对于宏观现象和微观领域均能适用，机械能守恒定律只是它在力学范畴的特例。机械能守恒定律只是它在力学范畴的特例。