大学物理2.3省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

力学现象和力学过程总是在一定空间发生和发展，所以必定包括到力对空间积累问题。2.3功动能机械能守恒1/23一、功图3－3

恒力功变力功物体在变力作用下从a运动到b图3－4YOXZba

2/23例1在10m深井中吊水，桶中装满水时，水、桶一共质量为10kg。因为桶漏水，每上升一米漏水0.2kg，求一桶水从水面提到井口需作功多少？YOdyy10m解：dA=Fcosdy=(m–0.2y)gdy3/23例2在一块木板上钉钉子，钉子在木板中所受阻力跟深度成正比f=

ky，

第一锤钉子进入木板1cm，求第二锤钉子能进入木板多深地方？(每一锤外力所作功相同)解：第一锤外力克服阻力作功A1yoydy1cm4/23第二锤外力作功A25/23二、质点动能定理合外力所作功＝质点动能增量6/23三、质点系动能定理设质点系中有n个质点，第i个质点受外力,内力。利用质点动能定理，对第i个质点有7/23注意：1：内力所作总功普通不为0。对系统n个质点求和一力学系统全部外力作功＋全部内力作功＝系统总动能增量？8/23例3在光滑水平台面上放有质量为M沙箱，一颗质量为m弹丸从箱左侧洞口击入，在沙箱中前进一段距离l后停顿。在这段时间内沙箱向右运动距离为s，今后沙箱带着弹丸以匀速运动。求此过程中全部内力所作功。A内=–f(s+l)+f

's

所以A内=–fl0f

fls

f'=f因为9/23注意：2内力作功总和与参考系无关r1r2r21dr1dr2f2f1m1、m2

组成一个系统m1m2o10/23四势能机械能守恒定律1、保守力功1.1重力功ohh1h2mg

dhdr

dA=mgcosdr

重力作功只跟相对始末位置相关，跟路径无关，这种力称保守力。重力是保守力。11/231.2弹力功在弹性力作用下，从x1

x2弹力所作功dA=Fcosdx弹力也是保守力oxx1dxFx2x=kx(–1)dx12/231.3引力功r

m2

r1r2m112

dr引力也是保守力

m2在m1m2引力作用下，从12引力所作功

r+dr13/231.4保守力数学表示式2、势能(a)(b)（1）概念14/23

为了确定a点势能Epa,先要选择参考点（零势能点）。Epa=a点势能跟参考点势能之差＝Aa参（2）某一确定位置状态势能计算15/23零势能点选择又要使势能表示式比较简单，重力势能零点ho=0弹性势能零点xo=0引力势能零点ro=

重力势能=mgha弹性势能引力势能16/233、功效原理对一个力学系统，依据质点系动能定理所以而所以系统外力与非保守内力作功之和等于系统机械能增量。17/234、机械能守恒定律对一个力学系统来讲假如(或只有保守力作功)则E2=E1系统机械能守恒18/23例4质量为m物体以v0=2km·s–1速度从地球表面垂直向上发射(忽略空气阻力)求物体能到达最大高度。(重力加速度g=9.8m·s–2,地球半径R0为6.37×106m)解：设物体能到达最大高度为h。依据题意，从物体发射到最大高度过程中，只有引力作功，所以机械能守恒。有19/23又可解得20/23例5如图所表示质量为M物块A在离平板h高度处自由下落，落在质量也是M平板B上。已知轻质弹簧倔强系数为k，物体与平板作完全非弹性碰撞，求碰撞后弹簧最大压缩量。图3－11hx1x2xABABAB021/23解：从物块A自由下落到弹簧压缩到最大程度可分为三个物理过程：(1)物块A作自由落体运动，到B时速度为v1;(2)物块A和平板B作完全非弹性碰撞，碰后速度为v2;(3)碰撞后弹簧继续被压缩到最大压缩量x2。对每个物理过程列出方程：

22/23第三个过程中只有重力，弹力作功，机械能守恒。取弹簧处于自然状态时，其上端点位置为坐标原点。取x