《动能定理功能原理》PPT课件.ppt

1,力的瞬时效应-加速度,2,一 功,力的空间累积效应：,1 恒力沿直线作用下的功,3,2 变力沿曲线路径做的功,4,(1) 功的正、负,讨论,(2) 作功的图示,5,（3）功是一个过程量，与路径有关,（4）合力的功，等于各分力的功的代数和,6,功的单位（焦耳）,平均功率,瞬时功率,7,P38例2-8,物体由静止出发做直线运动，质量为m，受力F=bt，b为常量，求T秒内此力作的功,受力F=bt，变力作的功，积分 dx=vdt，需要求速率随时间变化的函数关系 用牛顿第二定律，变形，积分,8,类似于前再举一例一质量为 m 的小球竖直落入水中， 刚接触水面时其速率为 设此球在水中所受的浮力与重力相等，水的阻力为 , b 为一常量. 求阻力对球作的功与时间的函数关系,9,若球体在水面上具有竖直向下的速率 ，且在水中 ，则球在水中仅受阻力 的作用,END,由牛顿第二定律分析,解,10,解 建立如右图所示的坐标系,又由 前分析 知,11,而,二 质点的动能定理,12,功是过程量，动能是状态量；,合外力对质点所作的功，等于质点动能的增量 质点的动能定理,功和动能依赖于惯性系的选取，,但对不同惯性系动能定理形式相同,13,下列说法哪种正确： (A)如果物体的动能不变，则动量也一定不变 (B)如果物体的动能变化，则动量不一定变化 (C)如果物体的动量变化，则动能也一定变化 (D)如果物体的动量不变，则动能也一定不变,动能和动量都是运动状态的函数,但是， 动量是矢量,与力的冲量联系,机械运动性质 动能是标量,与力的功相联系,能量的一种形式,由,14,P40例2-9质量为m的质点系在一固定绳子上,在粗糙的水平面上做半径R的圆周运动,运动一周后,由初速减为一半,求摩擦力作的功;动摩擦系数;质点静止前运动多少圈?,动摩擦系数; 质点静止前运动多少圈?,用做功计算;路程R, nR 用质点运动学和牛顿定律求,15,例 2 一质量为1.0 kg 的小球系在长为1.0 m 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,16,解,17,由动能定理,得,END,18,(1) 万有引力作功,三 万有引力和弹性力作功的特点,对 的万有引力为,移动 时， 作元功为,19,m从A到B的过程中,作功：,重力作功呢?,20,(2) 弹性力作功,21,22,保守力所作的功与路径无关，仅决定于始、末位置,四 保守力与非保守力 保守力作功的数学表达式,弹力的功,引力的功,23,质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零,非保守力：力所作的功与路径有关 （例如摩擦力）,24,五 势能,与质点位置有关的能量,弹性势能,弹力的功,25,保守力的功,令,势能计算,保守力作功，势能减少,26,势能具有相对性，势能大小与势能零 点的选取有关,势能是状态的函数,势能是属于系统的,势能差与势能零点选取无关,27,势能曲线,弹性势能曲线,重力势能曲线,引力势能曲线,END,(1) 势能空间分布,(2) 系统稳定状态,28,六 质点系的动能定理,质点系动能定理,对质点系，有,对第 个质点，有,29,七 质点系的功能原理,30,机械能,质点系的功能原理,31,八 机械能守恒定律,只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变,32,一般情况碰撞,1 完全弹性碰撞,动量和机械能均守恒,2 非弹性碰撞,动量守恒，机械能不守恒,3 完全非弹性碰撞,动量守恒，机械能不守恒,九 弹性碰撞,33,例 2 设有两个质量分别为 和 ，速度分别为 和 的弹性小球作对心碰撞，两球的速度方向相同若碰撞是完全弹性的，求碰撞后的速度 和 ,碰前,碰后,34,解 取速度方向为正向,由机械能守恒定律得,由动量守恒定律得,碰前,碰后,(2),(1),35,由 、 可解得：,(3),(2),(1),碰前,碰后,36,（1）若,则,则,则,碰前,碰后,37,十 能量守恒定律：对一个与自然界无任何联系的系统来说, 系统内各种形式的能量可以相互转换，但是不论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭。,（1）生产实践和科学实验的经验总结； （2）能量是系统状态的函数； （3）系统能量不变, 但各种能量形式可以互相转化； （4）能量的变化常用功来量度,38,第二章基本教学要求,一 理解动量、冲量概念，掌握动量定理和动量守恒定律,二 掌握功的概念, 能计算变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算万有引力、重力和弹性力的势能,39,三 掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用动量和能量守恒定律分析力学问题的思想和方法,四 了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点，并能处理较简单的完全弹性碰撞和