大學(xué)物理第三章習(xí)題課選講例題PPT課件

1、第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例1 1 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力 作用下作用下的位移為，的位移為， 則這個(gè)力在該位移過(guò)則這個(gè)力在該位移過(guò)程中所作的功為：程中所作的功為： )m(654kjir)N(953kjiFJDJCJBJA67)(,17)(,91)(,67)(（A）rFW分析：分析：)953()654(kjikjiJ67第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)

2、題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例2 2 一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的小球的小球, ,以速率為以速率為v0 0、與水平面夾、與水平面夾角為角為6060的仰角作斜拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，小球從拋的仰角作斜拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，小球從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)這一過(guò)程中所受合外力的沖量大小出點(diǎn)到最高點(diǎn)這一過(guò)程中所受合外力的沖量大小為為 ，沖量的方向是，沖量的方向是 . .解：解：0vvmmI)2321(21000jimimvvvjm023v沖量大?。簺_量大?。?023vm, ,方向沿方向沿 y 軸負(fù)方向軸負(fù)方向. .沿沿 y 軸負(fù)方向軸負(fù)方向230vm第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律

3、和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例3 今有倔強(qiáng)系數(shù)為今有倔強(qiáng)系數(shù)為k的彈簧（質(zhì)量忽略不計(jì)）豎的彈簧（質(zhì)量忽略不計(jì)）豎直放置，下端懸掛一小球，球的質(zhì)量為直放置，下端懸掛一小球，球的質(zhì)量為m0，開(kāi)始時(shí)使，開(kāi)始時(shí)使彈簧為原長(zhǎng)而小球恰好與地接觸。今將彈簧上端緩慢彈簧為原長(zhǎng)而小球恰好與地接觸。今將彈簧上端緩慢地提起，直到小球剛能脫離地面為止，在此過(guò)程中外地提起，直到小球剛能脫離地面為止，在此過(guò)程中外力作功為力作功為 。kgm222kgmAA222彈外kmgx 解：解：小球剛能脫離地面時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為小球剛能脫離地面

4、時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為kgmkxA2)021(222彈第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例4 4 甲、乙、丙三物體的質(zhì)量之比是甲、乙、丙三物體的質(zhì)量之比是1 1：2 2：3 3，若它，若它們的動(dòng)能相等，并且作用于每一個(gè)物體上的制動(dòng)力都相們的動(dòng)能相等，并且作用于每一個(gè)物體上的制動(dòng)力都相同，則它們制動(dòng)距離之比是：同，則它們制動(dòng)距離之比是： （A A）1 1：2 2：3 3 （B B）1 1：4 4：9 9 （C C）1 1：1 1：1 1 （D D）3 3：2 2：

5、1 1（C） 分析：分析： 由動(dòng)能定理可知三個(gè)制動(dòng)力對(duì)物體所作的功相等；由動(dòng)能定理可知三個(gè)制動(dòng)力對(duì)物體所作的功相等；在這三個(gè)相同的制動(dòng)力作用下，物體的制動(dòng)距離是相在這三個(gè)相同的制動(dòng)力作用下，物體的制動(dòng)距離是相同的同的.第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例5 以下四種說(shuō)法中，哪一種是正確的？以下四種說(shuō)法中，哪一種是正確的？（1）作用力與反作用力的功一定是等值異號(hào)作用力與反作用力的功一定是等值異號(hào).（2）內(nèi)力不能改變系統(tǒng)的總機(jī)械能內(nèi)力不能改變系統(tǒng)的總機(jī)械能.（

6、3）摩擦力只能作負(fù)功摩擦力只能作負(fù)功. （4）同一個(gè)力作功在不同的參考系中，也不同一個(gè)力作功在不同的參考系中，也不一定相同一定相同.第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題例例6 對(duì)機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒的條件，正確的是：對(duì)機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒的條件，正確的是： (1) 系統(tǒng)不受外力作用，則動(dòng)量和機(jī)械能必定同系統(tǒng)不受外力作用，則動(dòng)量和機(jī)械能必定同時(shí)守恒時(shí)守恒. (2) 對(duì)一系統(tǒng)對(duì)一系統(tǒng), 若外力作功為零若外力作功為零, 而內(nèi)力都是保守而內(nèi)力都是保守力力, 則其機(jī)械能守

7、恒則其機(jī)械能守恒. (3) 對(duì)一系統(tǒng)對(duì)一系統(tǒng), 若外力作功為零若外力作功為零, 則動(dòng)量和機(jī)械能則動(dòng)量和機(jī)械能必定同時(shí)守恒必定同時(shí)守恒.第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例7 7 一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為mm的質(zhì)點(diǎn)，僅受到力的質(zhì)點(diǎn)，僅受到力 的的作用，式中作用，式中 k 為正常數(shù)為正常數(shù), ,r 為從某一定點(diǎn)到質(zhì)點(diǎn)的矢徑為從某一定點(diǎn)到質(zhì)點(diǎn)的矢徑. .該質(zhì)點(diǎn)在該質(zhì)點(diǎn)在 r = ro處由靜止被釋放處由靜止被釋放, , 則當(dāng)它到達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)則當(dāng)它到達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的速率是多少

8、？的速率是多少？3rrkF02mrkv得到：得到：解：解：力作功力作功 0200ddrkrrkrFWrr2021vmEEWkk由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題)(0j yi xFF解解:0dd00000 xxFxFWxxRyyyFW200d202RF202RFWWWyxxyoR 例例8 一質(zhì)點(diǎn)在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng)，有一質(zhì)點(diǎn)在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng)，有一力一力 作用在質(zhì)點(diǎn)上，作用在質(zhì)點(diǎn)上，求求質(zhì)點(diǎn)從質(zhì)點(diǎn)從原點(diǎn)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到（運(yùn)動(dòng)

9、到（0，2R）位置過(guò)程中，力所作的功）位置過(guò)程中，力所作的功.)(0j yi xFFj yi xrddd第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例9 在光滑在光滑水平水平桌面上，水平放置一固定的半圓形桌面上，水平放置一固定的半圓形屏障，屏障， 有一質(zhì)量為有一質(zhì)量為 m 的滑塊以初速度的滑塊以初速度 沿切向進(jìn)入沿切向進(jìn)入屏障，設(shè)滑塊與屏障間的摩擦系數(shù)為屏障，設(shè)滑塊與屏障間的摩擦系數(shù)為 , 求求 滑塊從屏滑塊從屏另一端滑出時(shí)，摩擦力所作的功另一端滑出時(shí)，摩擦力所作的

10、功.0v 解解: 設(shè)圓半徑為設(shè)圓半徑為 R ， 摩擦力摩擦力 , 屏障的作用力屏障的作用力 .fFnF)(21202fvv mWWF質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理0dnnFWrF0vvmoRnetefFnF第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題0evv)(21202fvv mWFRmsmtmF2fddddvvvv0) 1(21220emWv摩擦力摩擦力的功的功RmF2nvtmFddfvnfFF摩擦力摩擦力moRnetefFnFsRRdd0vv0vv由由ln0vv得得第三

11、章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例10 一質(zhì)量為一質(zhì)量為 m，長(zhǎng)為長(zhǎng)為 l 的鏈條置于桌邊，一端的鏈條置于桌邊，一端下垂長(zhǎng)度為下垂長(zhǎng)度為 a，若鏈條與桌面摩擦系數(shù)為若鏈條與桌面摩擦系數(shù)為 ，則：，則： （1）鏈條由開(kāi)始到完全離開(kāi)桌面的過(guò)程中，摩擦）鏈條由開(kāi)始到完全離開(kāi)桌面的過(guò)程中，摩擦力做的功多少？力做的功多少？（2）鏈條開(kāi)始離開(kāi)桌面的速度為多大？）鏈條開(kāi)始離開(kāi)桌面的速度為多大？ l - aa解解 選坐標(biāo)如圖選坐標(biāo)如圖摩擦力摩擦力)(fxallmgFxFWd

12、dffxxallmgWald)(0fxo l a - xaxxox第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題xxallmgWald)(0flalmg2)(2 求求（2）鏈條開(kāi)始離開(kāi)桌）鏈條開(kāi)始離開(kāi)桌面的速度為多大？面的速度為多大？以桌面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，根據(jù)功能原理以桌面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，根據(jù)功能原理 有有EWflalmg2)(2)2121(2mglmv)20(amgla)()(222alallgv l a - xaxxox第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒

13、定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例11 靜止于光滑水平面上的一質(zhì)量為靜止于光滑水平面上的一質(zhì)量為 M 的車(chē)上懸的車(chē)上懸掛一長(zhǎng)為掛一長(zhǎng)為l ,質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球的小球, 開(kāi)始時(shí)開(kāi)始時(shí), 擺線水平擺線水平, 擺球擺球靜止于靜止于A，后突然放手，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到擺線呈鉛直位，后突然放手，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到擺線呈鉛直位置的瞬間，擺球相對(duì)地面的速度為多大？置的瞬間，擺球相對(duì)地面的速度為多大？lmM0MvmvMm2M2mvvMmmgl2121 以車(chē)和擺球?yàn)橄到y(tǒng)，機(jī)械能以車(chē)和擺球?yàn)橄到y(tǒng)，機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量守恒守恒，水

14、平方向動(dòng)量守恒.Mmglm12v 解解 設(shè)擺球和車(chē)相對(duì)地面設(shè)擺球和車(chē)相對(duì)地面的速度分別為的速度分別為 .Mmvv ,第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題 例例12 在半徑為在半徑為 R 的光滑球面的頂點(diǎn)處，的光滑球面的頂點(diǎn)處， 一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始一質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始滑動(dòng)，取初速度接近于零，試問(wèn)質(zhì)點(diǎn)滑到頂點(diǎn)以下何處滑動(dòng)，取初速度接近于零，試問(wèn)質(zhì)點(diǎn)滑到頂點(diǎn)以下何處時(shí)脫離球面？時(shí)脫離球面？R 解：解： 脫離時(shí)脫離時(shí) N = 0 ，在在此過(guò)程中機(jī)械能守恒此過(guò)程中機(jī)械能守恒 .取球頂取球頂

15、位置位置重力重力勢(shì)能勢(shì)能為為零零RmNmg2cosv)cos1 (2102mgRmv32cos32cos1時(shí)，小球脫離大球時(shí)，小球脫離大球.0NNgm第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例題解：解：本題分為三個(gè)過(guò)程本題分為三個(gè)過(guò)程2 .泥球與盤(pán)碰撞（動(dòng)量守恒）泥球與盤(pán)碰撞（動(dòng)量守恒）Vmmm)(v2/2ghVvgh2v1 . 泥球下落（機(jī)械能守恒）泥球下落（機(jī)械能守恒）221vmmgh 例例13 一輕彈簧懸掛一金屬盤(pán)，彈簧長(zhǎng)一輕彈簧懸掛一金屬盤(pán)，彈簧長(zhǎng) 一個(gè)質(zhì)量和盤(pán)相同的泥球，從高于盤(pán)一個(gè)質(zhì)量和盤(pán)相同的泥球，從高于盤(pán) 處?kù)o止下落盤(pán)上，處?kù)o止下落盤(pán)上，求求盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)的最大距離盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)的最大距離 .cm101lcm30hL1lmmyhL第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）動(dòng)量守恒和能量守恒習(xí)題課選講例