清華大學(xué)大學(xué)物理 功能原理 機(jī)械能守恒定律

一質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理

內(nèi)力可以改變質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能注意對(duì)質(zhì)點(diǎn)系，有對(duì)第個(gè)質(zhì)點(diǎn)，有外力功內(nèi)力功機(jī)械能質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理

非保守力的功二質(zhì)點(diǎn)系的功能原理質(zhì)點(diǎn)系的功能原理:質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能的增量等于外力和非保守內(nèi)力作功之和.當(dāng)時(shí)，有

功能原理三機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒定律只有保守內(nèi)力作功的情況下，質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變.守恒定律的意義不究過(guò)程細(xì)節(jié)而能對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)下結(jié)論，這是各個(gè)守恒定律的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn).如圖的系統(tǒng)，物體A，B置于光滑的桌面上，物體A和C,B和D之間摩擦因數(shù)均不為零，首先用外力沿水平方向相向推壓A和B，使彈簧壓縮，后拆除外力，則A和B彈開過(guò)程中，對(duì)A、B、C、D組成的系統(tǒng)討論（A）動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒.（B）動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒.（C）動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒.（D）動(dòng)量守恒，機(jī)械能不一定守恒.DBCADBCA下列各物理量中，與參照系有關(guān)的物理量是哪些？（不考慮相對(duì)論效應(yīng)）

1）質(zhì)量2）動(dòng)量3）沖量

4）動(dòng)能5）勢(shì)能6）功答：動(dòng)量、動(dòng)能、功.討論

解:

由牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律abo

例1

已知地球的半徑為RE≈6.4×103km,今有質(zhì)量為m=3.0×103kg的人造地球衛(wèi)星從半徑為2RE的圓形軌道上,經(jīng)如圖所示的半橢圓形軌道上的點(diǎn)a變軌至半徑為4RE的另一個(gè)圓形軌道點(diǎn)b上.點(diǎn)a和點(diǎn)b處的橢圓軌道與圓軌道的切線相切.試問:衛(wèi)星完成了變軌過(guò)程后獲得了多少能量?abo已知：RE≈6.4×103km,m=3.0×103kg

同理*四宇宙速度牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》插圖，拋體的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于拋體的初速度設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.``````解取拋體和地球?yàn)橐幌到y(tǒng)，系統(tǒng)的機(jī)械能E守恒.1

人造地球衛(wèi)星第一宇宙速度第一宇宙速度，是在地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需的最小速度.解得``````由牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得地球表面附近故計(jì)算得第一宇宙速度

我國(guó)1977年發(fā)射升空的東方紅三號(hào)通信衛(wèi)星神州六號(hào)飛船``````2

人造行星第二宇宙速度第二宇宙速度，是拋體脫離地球引力所需的最小發(fā)射速度.設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.

取拋體和地球?yàn)橐幌到y(tǒng)系統(tǒng)機(jī)械能E

守恒.當(dāng)若此時(shí)則第二宇宙速度3

飛出太陽(yáng)系第三宇宙速度第三宇宙速度，是拋體脫離太陽(yáng)引力所需的最小發(fā)射速度.設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

,

太陽(yáng)質(zhì)量,拋體與太陽(yáng)相距

.

取地球?yàn)閰⒖枷?由機(jī)械能守恒得取拋體和地球?yàn)橐幌到y(tǒng)，拋體首先要脫離地球引力的束縛,其相對(duì)于地球的速率為.地球?yàn)閰⒖枷等√?yáng)為參考系,拋體相對(duì)于太陽(yáng)的速度為.則若與同向,有地球相對(duì)于太陽(yáng)的速度要脫離太陽(yáng)引力，機(jī)械能至少為零則

設(shè)地球繞太陽(yáng)軌道近似為一圓，由于與同向,則拋體與太陽(yáng)的距離即為地球軌道半徑.則拋體相對(duì)于太陽(yáng)的速度取地球?yàn)閰⒄障档谌钪嫠俣忍铰氛邿o(wú)人飛船俯視火星探路者飛船在火星著陸點(diǎn)地貌一個(gè)星體的逃逸速度為光速時(shí)，該星體就成了黑洞.若地球?yàn)楹诙磿r(shí)的密度引力半徑*4黑洞簡(jiǎn)介地球太陽(yáng)

（kg）（m）（m）

星球問:

黑洞是怎樣形