大学物理一复习 第三章 动量和能量守恒以及习题课.ppt

第三章动量守恒定律和能量守恒定律,参考作业P93：3；8；21；26；29,提纲,3-1质点和质点系的动量定理,一、冲量(impulse)质点的动量定理,掌握,动量定理,例2质量为m的质点作圆锥摆运动，速率为v，求质点绕行一周时，绳子张力给予它的冲量。,解：根据动量定理，一周内合力的冲量为零,方向：垂直向上,3-2动量守恒定律,例如：碰撞、打击、爆炸等。,（3）,质点系动量定理：,守恒条件,（1）,（2）,熟练掌握,若,一功,单位：焦耳（J）,3-4功动能定理,（1）W为合外力的功。,合外力对质点所作的功，等于质点动能的增量。,质点动能定理,（）动能定理提供了一种计算功的简便方法；,掌握,二、质点的动能定理,例题1：质量为m的质点在外力作用下，其运动方程为式中A、B、都是正的常量由此可知外力在t=0到t=/(2)这段时间内所作的功为_,期中考题,思考题2：质量为m=0.5kg的质点,在xoy坐标平面内运动，其运动方程为x=5t2,y=0.5(SI),从t=2s到t=4s这段时间内，外力对质点作的功为,B,(A)1.5J(B)300J(C)4.5J(D)-1.5J,即：保守力对物体作的功等于物体势能增量的负值。,保守力作功用势能表示：,熟练掌握,3-5保守力与非保守力势能,2R,例题1一人造地球卫星质量为m,在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道运行，用m、R、引力常数G和地球质量M表示(1)卫星的动能；(2)系统的引力势能.,解,(1),(2),R,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,功能原理：,掌握,3-6功能原理机械能守恒定律,例1：质量为m的物体从一个半径为R的1/4圆弧型表面滑下，到达底部时的速度为v,求A到B过程中摩擦力所做的功？,解1：功的定义,以m为研究对象，建立自然坐标系，受力分析。,列切向受力方程：,摩擦力的功,由,解2：动能定理,由质点动能定理：,受力分析：只有重力和摩擦力作功，,A点物体动能：,解3：功能原理,以物体和地球为研究对象，,受力分析，不考虑保守力重力和不作功的力弹力N，只有摩擦力-内部非保守力f作功，,由功能原理：,选择B点为重力0势点，A、B两点的机械能：,可以看出，本题用功能原理计算最简单。,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（两物体碰而合一）,动量守恒，机械能不守恒,3-7完全弹性、完全非弹性碰撞,熟练掌握,本章小结,一、动量、冲量、动量定理、动量守恒,例如：碰撞、打击、爆炸等。,（3）,守恒条件,（1）,（2）,熟练掌握,二、功、动能定理、功能原理,动能定理：,机械能守恒定律,功能原理：,功：,熟练掌握,保守力作功用势能表示：,三、保守力与三种势能：,熟练掌握,保守力作功的特点：,1、思考题：对功的概念有以下几种说法：(1)保守力作正功时系统内相应的势能增加.(2)质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零.(3)作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作的功的代数和必为零上述说法中：,C,(A)(1)、(2)是正确的(B)(2)、(3)是正确的(C)只有(2)是正确的(D)只有(3)是正确的,、今有一劲度系数为k的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m的小球，开始时使弹簧为原长而小球恰好与地接触，今将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止，在此过程中外力作功为,(A),(B),(C),(D),(E),C,、质点的质量为m，置于光滑球面的顶点A处(球面固定不动)，如图所示当它由静止开始下滑到球面上B点时，它的加速度的大小为,(A),(B),(C),(D),、一人造地球卫星绕地球作椭圆运动，近地点为A，远地点为BA、B两点距地心分别为r1、r2设卫星质量为m，地球质量为M，万有引力常量为G则卫星在A、B两点处的万有引力势能之差EPBEPA=_；卫星在A、B两点的动能之差EKBEKA=_,、质量m1kg的物体，在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动，其所受合力方向与运动方向相同，合力大小为F32x(SI)，那么，物体在开始运动的3m内，合力所作的功W_；且x3m时，其速率v_,18J；6m/s,期中考题,6.图示一圆锥摆，质量为m的小球在水平面内以角速度w匀速转动在小球转动一周的过程中，(1)小球动量增量的大小等于_(2)小球所受重力的冲量的大小等于_(3)小球所受绳子拉力的冲量大小等于_,0，2mg/w，2mg/w,.如图所示，在光滑平面上有一个运动物体P，在P的正前方有一个连有弹簧和挡板M的静止物体Q，弹簧和挡板M的质量均不计，P与Q的质量相同在此碰撞过程中，弹簧压缩量最大的时刻是(A)P的速度正好变为零时(B)P与Q速度相等时(C)Q正好开始运动时(D)Q正好达到原来P的速度时,8.质量分别为m1、m2的两个物体用一劲度系数为k的轻弹簧相联,放在水平光滑桌面上,当两物体相距x时,系统由静止释放,已知弹簧的自然长度为x0，当物体相距x0时,m1的速度大小为:,9、一辆静止在光滑水平面上的小车，车上装有光滑的弧形轨道，轨道下端切线沿水平方向,车与轨道总质量为M今有一质量为m(M)、速度为的铁球，从轨道下端水平射入，求球沿弧形轨道上升的最大高度h及此后下降离开小车时的速度v,(1)由动量守恒和机械能守恒:,解得,(2)V表示球离开小车时小车的速度;,由动量守恒和机械能守恒:,v与v0反向.,10、已知在半径为R的光滑球面上，一物体自顶端静止下滑,问物体在何处脱离球面?,解,解得,作业329如图，质量为m、速度