大学物理(上)05动力学.ppt

2019/5/5,1,大学物理电子教案,辽宁工程技术大学物理教研室,2019/5/5,2,2019/5/5,3,2019/5/5,4,解：, 认物体：小球；, 看运动： 小球作曲线运动 ；, 查受力：对小球进行受力分析；, 建立自然坐标：,式d：,在曲线运动中应用,例5:, 列方程：,长为l的轻绳，一端固定，另一端系一质量为m的小球，使小球从悬挂的铅直位置以水平初速度 开始运动，求小球转过角时的角速度和绳中的张力。,2019/5/5,5,对积分：,由式：,亦可用机械能守恒定律求之,2019/5/5,6,2.2功与动能定理,一、功,二、质点的动能定理,三、质点系的动能定理,2019/5/5,7,功是标量，但有正负之分,一、功,1.恒力的功,质点作直线运动且所受的力为恒力。,2019/5/5,8,在直角坐标系中,2. 变力的功,（1）任取位移元,（2）计算元功,（3）计算总功,2019/5/5,9,4.功率,瞬时功率,平均功率,3. 合力的功,单位时间内力所作的功,2019/5/5,10,例1: 变力直线功,解：,一质量为m的质点，在力F=kt (k为常量）作用下由静止出发作直线运动，求在T秒内此力所作的功。,另法：先求出 x=x(t) 及 dx ,然后代入,2019/5/5,11,一力作用在质量为m=3.0kg的质点上，已知质点的位置与时间的函数关系为x=3t-4t2+t3(SI)，求 (1) 力在最初4s内所作的功；(2) t=1s时，力对质点的瞬时功率。,解：,(1),(2),例2:,2019/5/5,12,一力作用在质量m=5.0kg的质点上，质点的运动方程为,解：,求1-3s力所作的功,例3:,2019/5/5,13,解：,2019/5/5,14,二、质点的动能定理,合外力对质点所做的功=质点动能的增量,a,b,2019/5/5,15,几点说明：,（1）,功是动能改变的量度,质点的动能定理说明了作功与质点运动状态的关系：质点动能的任何变化都是由于合力对质点作功引起的，合力在某一过程中对质点作的功，在量值上等于质点在同一过程中动能的增量。,动能定理给出了求功的一种方法,（只能求合外力的功）,（3）动能定理只适用于惯性系，功、动能都是相对量,（4）当合力作正功时(A0)，质点动能增加,当合力作负功时(A0)，质点动能减少,（2）,动能定理还说明了合力对质点所作的功，只与质点在始、末两状态的动能有关，而与质点在运动过程中动能变化的细节无关，只要知道了质点在始、末两状态的动能，就知道了合力对质点所作的功。,2019/5/5,16,三、质点系的动能定理,对m1和m 2应用动能定理,2019/5/5,17,例5：,子弹:,子弹出口速率为,求枪管长度 L=?,解：,一切外力与一切内力所作功的代数和等于质点系动能的增量,质点系的动能定理,2019/5/5,18,用铁锤将一只铁钉击入木板内,设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板之深度成正比,如果在击第一次时,能将钉击入木板内 1 cm, 击第二次时（锤仍然以第一次同样的速度击钉）,能击入多深？,例6：,解：,2019/5/5,19,解：,2019/5/5,20,将一根铁丝和其他物体摩擦, 会使铁丝变热。把铁丝放入热水 中,铁丝也会变热。可见, 做功和 热传递都可使铁丝发生同样的变 化变热。既然这样,做功多少 和热量多少之间是否有一定的数 量关系呢? 最早研究功和热量关系的是 英国物理学家焦耳。他从19世纪 40年代开始, 花了近40年的时间, 做了400多次实验,用不同的方法 初步测出了功和热量之间的数量 关系。他指出:只要做一定数量的 机械功,总能得到和这个功相应的 热量。多次实验结果证明:在没有 热传递的情况下,消耗的机械功跟 产生的热量总是成正比,而且功和 热量的比值是个恒值。,1卡=4.2焦耳,2019/5/5,21,焦耳在量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让下降重物带动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。根据重物下落的高度，可以算出转化的机械功；根据量热器内水的升高的温度，就可以计算水的内能的升高值。把两数进行比较就可以求出热功当量的准确值来。,测量热功当量的装置,2019/5/5,22,2019/5/5,23,瓦特（17361819）世界公认的蒸汽机发明家。他的创造 精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物 质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大 贡献，具有划时代的意义，它导致了第一次工业技术革命的兴 起，极大的推进了社会生产力的发展。 总的来说，瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要 贡献、有力的推动了社会的前进。恩格斯在自然辨证法中 这样写道：“蒸汽机是