力學(xué)-(角)動(dòng)量與能量守恒定律

第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律1力學(xué)篇§3（角）動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律2動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒動(dòng)能、功、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒瞬時(shí)作用：本章主要內(nèi)容2力矩的累積效應(yīng)1力的累積效應(yīng)對(duì)積累t?，

對(duì)積累?，

沖量矩、角動(dòng)量、角動(dòng)量定理、角動(dòng)量守恒轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能、功、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒對(duì)積累t?沖量矩，

對(duì)積累?，

第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律3本章教學(xué)基本要求

一

理解（角）動(dòng)量、沖量概念，掌握（角）動(dòng)量定理，能處理質(zhì)點(diǎn)系平面運(yùn)動(dòng)及剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的（角）動(dòng)量守恒問題。

二

掌握功的概念,能計(jì)算變力（矩）的功，理解保守力（矩）作功的特點(diǎn)及勢(shì)能的概念，會(huì)計(jì)算萬有引力、重力（矩）和彈性力的勢(shì)能。

三

掌握動(dòng)能定理、功能原理和機(jī)械能守恒定律，掌握運(yùn)用（角）動(dòng)量和能量守恒定律分析力學(xué)問題的思想和方法。

四能運(yùn)用以上規(guī)律分析和解決包括質(zhì)點(diǎn)和剛體的簡(jiǎn)單系統(tǒng)的力學(xué)問題。第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律4重點(diǎn)角動(dòng)量的概念，功、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能及勢(shì)能的概念和計(jì)算，（角）動(dòng)量定理和（角）動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，功能原理與機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。難點(diǎn)角動(dòng)量計(jì)算，變力功與力矩的功的計(jì)算，勢(shì)能概念的正確理解，應(yīng)用功能規(guī)律時(shí)正確劃分物體系統(tǒng)及正確選用相應(yīng)的規(guī)律，正確用力學(xué)規(guī)律解決綜合性力學(xué)問題。本章教學(xué)重難點(diǎn)第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律5動(dòng)量：（狀態(tài)量）1動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律1、沖量：（過程量）2、動(dòng)量定理（質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系）3、動(dòng)量守恒定律（質(zhì)點(diǎn)系）用于碰撞問題第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律61例--沖量的計(jì)算:法1

例1

P943-8

（SI）的合外力作用在質(zhì)量為的物體上，試求：（1）在開始2s內(nèi)此力的沖量I；（2）若沖量，此力作用的時(shí)間；（3）若物體的初速度，方向與相同，在時(shí)，此物體的速度。第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律7解1例--沖量的計(jì)算:法1（1）（2）（3）第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律8

例2

一個(gè)力作用在質(zhì)量為1.0kg的質(zhì)點(diǎn)上，使之沿x軸運(yùn)動(dòng)。已知在此力作用下質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為（SI），則在0到4s的時(shí)間間隔內(nèi)力的沖量大小為多少？解1例--沖量的計(jì)算:法2第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律9Mm

例3

如圖，質(zhì)量為M的滑塊正沿著光滑水平地面向右滑動(dòng)。一質(zhì)量為m的小球水平向右飛行，以速度（對(duì)地）與滑塊斜面相碰；碰后豎直向上彈起，速率為（對(duì)地）。若碰撞時(shí)間為，求此過程中小球受到的平均作用力。1例—求平均沖力第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律10Mm解:1例—求平均沖力第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律11

例4

光滑水平面上一質(zhì)量為m的木塊以速度與另一質(zhì)量為4m的靜止的木塊相碰，兩木塊相碰時(shí)兩者之間的彈簧被壓縮，如圖所示。問：

（1）若假定機(jī)械能守恒，在彈簧壓縮最大的瞬間，質(zhì)量為4m的木塊的速度等于多少？

（2）若假定機(jī)械能不守恒，結(jié)果是否相同？2）相同1例—碰撞問題1）解:4mm第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律12（大小：）2角動(dòng)量定理與角動(dòng)量守恒定律1、角動(dòng)量O質(zhì)點(diǎn)剛體第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律132角動(dòng)量定理與角動(dòng)量守恒定律1、角動(dòng)量（狀態(tài)量）2、角動(dòng)量定理（質(zhì)點(diǎn)或剛體）3、角動(dòng)量守恒定律（質(zhì)點(diǎn)或剛體）質(zhì)點(diǎn)：沖量矩--

恒矢量

剛體：第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律14子彈擊入桿子彈擊入沙袋細(xì)繩質(zhì)量不計(jì)2角動(dòng)量定理與角動(dòng)量守恒定律4、注意不守恒不守恒機(jī)械能守恒守恒角動(dòng)量不守恒守恒動(dòng)量子彈和桿子彈和沙袋系統(tǒng)構(gòu)成第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律15

例5

P1474-27

一質(zhì)量為1.12kg、長為1.0m的均勻細(xì)棒，支點(diǎn)在棒的上端點(diǎn)，開始時(shí)棒自由懸掛。當(dāng)以100N的力打擊它的下端點(diǎn)，打擊時(shí)間為0.02s時(shí)，（1）若打擊前棒是靜止的，求打擊時(shí)其角動(dòng)量的變化；（2）求棒的最大偏轉(zhuǎn)角。2例角動(dòng)量定理的應(yīng)用解（1）（2）棒、地球系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動(dòng)中機(jī)械能守恒第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律161功3功動(dòng)能定理2動(dòng)能定理:保守力的功：力矩的功：力的功：動(dòng)能質(zhì)點(diǎn)(系)：剛體：第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律171

動(dòng)能定理：2

功能原理：3

機(jī)械能守恒定律：4多個(gè)質(zhì)點(diǎn)和剛體組成系統(tǒng)的功與能第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律184例變力做功：解：例6

設(shè)作用在質(zhì)量為

2kg上的物體上的力

N，若物體由靜止出發(fā)沿直線運(yùn)動(dòng)，求在開始的

2s內(nèi)該力作的功。當(dāng)時(shí)第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律19

例7

一質(zhì)量為m的小球豎直落入水中，剛接觸水面時(shí)其速率為。設(shè)此球在水中所受的浮力與重力相等，水的阻力為,b為一常量。求阻力對(duì)球作的功與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。4例變力做功：第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律20解：1-1-42第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律214例變力做功：

例8

設(shè)作用在質(zhì)量為2

kg

上的物體上的力（的單位為，的單位為）。若物體從靜止出發(fā)沿沿軸作直線運(yùn)動(dòng)，則物體從運(yùn)動(dòng)到過程中該力作的功為多少？時(shí)物體的速率為多少？解第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律22

例9如圖，質(zhì)量為m，長為L的均勻細(xì)棒，可繞垂直于棒一端的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)棒靜止在豎直時(shí)，有質(zhì)量為m0、速度為的子彈水平射入其下端而不復(fù)出。此后棒擺到水平位置后重又自由落下。求（1）子彈射入棒前的速度；（2）細(xì)棒和子彈組成的系統(tǒng)開始下落瞬間的角加速度。Om4例兩個(gè)守恒的應(yīng)用第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律23解：（1）子彈與細(xì)棒碰撞過程，角動(dòng)量守恒

子彈與細(xì)棒從豎直位置運(yùn)動(dòng)到水平位置過程中，子彈、細(xì)棒和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒4例兩個(gè)守恒的應(yīng)用第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律244例兩個(gè)守恒的應(yīng)用Om（2）細(xì)棒和子彈系統(tǒng)開始下落瞬間的角加速度第三章（角）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律252（