第三章動量守恒定律與能量守恒定律

第三章動量守恒定律與能量守恒定律第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三§3.1質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三§3.2動量守恒定律第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三1.恒力對沿直線運動物體作功§3.4動能定理一、功--力對物體的空間積累作用2.變力對沿曲線運動物體作功分量式第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三分量式：第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三例（圓周運動f的功第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三3.合力的功3.合力的功[代數(shù)和]4.功率第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三二動能和動能定理二、動能和動能定理第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三討論概念遷移課堂作業(yè)第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三初末§3.5保守力與非保守力勢能第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三初末第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三初末第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三§3.6&3.8功能原理

機械能守恒定律能量守恒定律

機械能質(zhì)點系動能定理

非保守力的功

質(zhì)點系的功能原理

質(zhì)點系機械能的增量等于外力和非保守內(nèi)力作功之和.

第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三比較第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三課堂練習(xí)第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三解：當(dāng)物體向右離開平衡位置x遠(yuǎn)時，水平方向物體受三個力，1.外力F，方向向右，2彈力kx，方向向左；3摩擦力mg，方向向左.由牛頓定律列方程，得：上式也可由功能原理得出。物體最遠(yuǎn)處，v=0,得：第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三解：設(shè)碰撞后兩球速度由動量守恒兩邊平方由機械能守恒（勢能無變化）兩球速度總互相垂直例：在平面兩相同的球做完全彈性碰撞，其中一球開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一球速度v。求證：碰撞后兩球速度總互相垂直。第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三宇宙速度牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》插圖，拋體的運動軌跡取決于拋體的初速度第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.``````解取拋體和地球為一系統(tǒng)，系統(tǒng)的機械能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.第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三解得``````由牛頓第二定律和萬有引力定律得第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三``````地球表面附近故計算得第一宇宙速度第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三我國1977年發(fā)射升空的東方紅三號通信衛(wèi)星第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三2）人造行星第二宇宙速度``````設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.

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.

取拋體和地球為一系統(tǒng)系統(tǒng)機械能守恒.當(dāng)若此時則第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第二宇宙速度``````計算得第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三3）飛出太陽系第三宇宙速度第三宇宙速度，是拋體脫離太陽引力所需的最小發(fā)射速度.設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

,

太陽質(zhì)量,拋體與太陽相距

.

第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三取地球為參考系,由機械能守恒得取拋體和地球為一系統(tǒng)，拋體首先要脫離地球引力的束縛,其相對于地球的速率為.取太陽為參考系,拋體相對于太陽的速度為，地球相對于太陽的速度則如與同向,有第49頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三要脫離太陽引力，機械能至少為零則由于與同向,則拋體與太陽的距離即為地球軌道半徑設(shè)地球繞太陽軌道近似為一圓，則第50頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三計算得第三宇宙速度取地球為參照系計算得第51頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三拋體的軌跡與能量的關(guān)系橢圓(包括圓)拋物線雙曲線第52頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

亥姆霍茲（1821—1894），德國物理學(xué)家和生理學(xué)家.于1874年發(fā)表了《論力（現(xiàn)稱能量）守恒》的演講，首先系統(tǒng)地以數(shù)學(xué)方式闡述了自然界各種運動形式之間都遵守能量守恒這條規(guī)律.所以說亥姆霍茲是能量守恒定律的創(chuàng)立者之一.三、能量守恒定律第53頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三

對與一個與自然界無任何聯(lián)系的系統(tǒng)來說,系統(tǒng)內(nèi)各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)換的，但是不論如何轉(zhuǎn)換，能量既不能產(chǎn)生，也不能消滅，這一結(jié)論叫做能量守恒定律.1）生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實驗的經(jīng)驗總結(jié)；2）能量是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)；3）系統(tǒng)能量不變,但各種能量形式可以互相轉(zhuǎn)化；4）能量的變化常用功來量度.第54頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三下列各物理量中，與參照系有關(guān)的物理量是哪些？（不考慮相對論效應(yīng)