高二物理競賽第四章 能量守恒課件

第四章能量守恒4.1功保守力的功4.2動(dòng)能定理4.3勢(shì)能4.4機(jī)械能守恒能量守恒定律4.5碰撞問題1.恒力的功如圖所示：功:說明：功是標(biāo)量,但有正負(fù).一.功4.1功保守力的功力做正功力做負(fù)功,或質(zhì)點(diǎn)克服外力做正功。如圖所示,元功:2.變力的功3.合力的功合力的功等于各分力的功之和若..4.利用不同坐標(biāo)系表示的功直角坐標(biāo)系平面自然坐標(biāo)..ab二、功率單位時(shí)間內(nèi)做功的多少或快慢程度.在直角坐標(biāo)系中:

1、重力的功...與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān).閉合路徑:三.保守力的功起始位置終止位置2、萬有引力的功：與路徑無關(guān),只與始未位置有關(guān).閉合路徑:Mba設(shè)質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)固定在坐標(biāo)原點(diǎn)，另一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在M的引力場(chǎng)中從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。xmOx3、彈性力的功：與路徑無關(guān),只與始未位置有關(guān).閉合路徑:f沿任意閉合回路做功為零任意兩點(diǎn)間做功與具體路徑無關(guān)做功與路徑無關(guān)，只與相互作用及相對(duì)位置有關(guān)的力。保守力：保守力屬于系統(tǒng)的一種內(nèi)力。保守力所占據(jù)的空間稱為保守力場(chǎng).四、

保守力與非保守力非保守力:閉合路徑:與路徑有關(guān).保守力的特點(diǎn)：

4.2動(dòng)能定理動(dòng)能：質(zhì)點(diǎn)因有速度而具有的對(duì)外做功本領(lǐng)。單位：J設(shè)質(zhì)點(diǎn)m在力的作用下沿曲線從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)元功：一、質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理總功：質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理：合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量。二、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理i一個(gè)由n個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的質(zhì)點(diǎn)系，考察第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)。應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理：

對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)求和質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能的增量等于作用于系統(tǒng)的所有外力和內(nèi)力做功之代數(shù)和。質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理：

內(nèi)力矢量和為0，但內(nèi)力做功的代數(shù)和一般不為0

。內(nèi)力做功可以改變系統(tǒng)的總動(dòng)能。值得注意：動(dòng)能定理適用于任何慣性系。

4.3勢(shì)能一、保守力場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)所受保守力作用的空間分布就稱為保守系稱為保守系統(tǒng)。如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力均為保守力，則該質(zhì)點(diǎn)力場(chǎng)。如重力場(chǎng)；萬有引力場(chǎng)；和靜電場(chǎng)等。二、勢(shì)能由物體的相對(duì)位置所確定的系統(tǒng)能量稱為勢(shì)能（Ep）注意：勢(shì)能是屬于系統(tǒng)的，只有對(duì)保守系統(tǒng)才能引進(jìn)勢(shì)能的概念。1.定義物體在保守力場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的勢(shì)能Epa與

Epb之差，等于質(zhì)點(diǎn)由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)過程中保守力所做的功Aab。保守力做功在數(shù)值上等于系統(tǒng)勢(shì)能的減少。選取勢(shì)能零點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)在任一位置的勢(shì)能等于把質(zhì)點(diǎn)由該位置移到勢(shì)能零點(diǎn)處保守力做的功。相對(duì)于無限遠(yuǎn)處.2.三種常見的勢(shì)能3.保守力與勢(shì)能的關(guān)系4.4機(jī)械能守恒能量守恒定律

一、機(jī)械能守恒定律由質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理:1.功能原理:2.機(jī)械能:3、機(jī)械能守恒定律條件:結(jié)論:二、能量守恒定律4.5碰撞問題兩物體或質(zhì)點(diǎn)在相互接近時(shí)，在較短的時(shí)間內(nèi)通過相互作用，它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（包括物質(zhì)的性質(zhì)）發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，稱為碰撞。一、碰撞1.定義2.種類碰撞時(shí)，內(nèi)力>>外力，動(dòng)量守恒直接接觸、接觸前后無相互作用接觸前、中、后都有相互作用如：宏觀物體的碰撞（接觸）、微觀粒子散射（非接觸）二、正碰——（對(duì)心碰撞）碰撞前后速度方向都在兩物體中心連線上1.完全彈性碰撞碰撞過程中沒有能量損耗。碰撞過程中相對(duì)動(dòng)能全部損耗，碰后兩物體速度相等。2.完全非彈性碰撞3.非完全彈性碰撞介于完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞之間。4.碰撞定律牛頓的碰撞定律：在一維對(duì)心碰撞中，碰撞后兩物體的分離速度v2-v1

與碰撞前兩物體的接近速度v10-v20

成正比，比值由兩物體的材料性質(zhì)決定。

恢復(fù)系數(shù)設(shè)碰撞前后相對(duì)速度分別為：完全非彈性碰撞(動(dòng)能不守恒)非完全彈性碰撞(動(dòng)能不守恒)完全彈性碰撞(動(dòng)能守恒)例題1.如圖所示，將一種材料制成小球，另一種材料制成平板，并水平放置。令小球從一定高度H自由下落，測(cè)得其反跳高度為h。試求這兩種材料之間的恢復(fù)系數(shù)e。[解]質(zhì)量為的小球與平板相撞，可看成是與質(zhì)量為的地球相撞。例題2.如圖所示，為一沖擊擺。擺長為l，木塊質(zhì)量為M，在質(zhì)量為m

的子彈擊中木塊后，沖擊擺擺過的最大偏角為，試求子彈擊中木塊時(shí)的初速度。

子彈射入木塊內(nèi)停止下來的過程為非彈性碰撞，[解]