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运动的守恒量和守恒定律课件.ppt

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运动的守恒量和守恒定律课件.ppt

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文档介绍

文档介绍:关于运动的守恒量和守恒定律
第一页,共57页幻灯片
§2-1 质点系的内力和外力 质心 质心运动定理
一、质点系的内力与外力
(1)系统内,内力是成对出现的。每对内力大小相等、
方向相反,沿两质点连线方向。
内绳不可伸长,有:
绳子拉紧后,A、B系统的加速度为
即为绳子刚被拉紧时两物体的速度。
速度为零时,物体B达到最大高度H:
平均冲力 、 >>重力,因而忽略重力。
(P35,例题1-9)
第二十页,共57页幻灯片
如图所示两块并排的木块A和B,质量分别为m1和m2,静止放置在光滑的水平面上,一子弹水平穿过木块,设子弹穿过两木块所用的时间分别为 和 ,木块对子弹的阻力为恒力F,试求子弹穿出后,木块AB的速率。
[作业1] P103 2-3
[作业2] P103 2-7
水力采煤是高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层。设水柱直径D=30mm,水速v=56m/s,水柱垂直射在煤层表面上,冲击煤层后的速度为零。求水柱对煤的平均冲力。
第二十一页,共57页幻灯片
= 常矢量
=常矢量
根据质心运动定理:

三、动量守恒定律

动量守恒定律:

如果系统所受的外力之和为零,则系统的总动量保持不变,质心保持匀速直线运动状态。
第二十二页,共57页幻灯片
(2)当外力远小于内力时,可近似认为系统的总动量守恒。(如:爆炸、碰撞、打击过程等)
(1)内力的存在只改变系统内动量的分配,而不能 改变系统的总动量。
说明
(3)分量式
(4)定律不仅适合宏观物体,同样也适合微观领域。
(5)动量定理及动量守恒定律只适用于惯性系。
外力在某方向的分量之和为零,则动量在该方向的
分量守恒。
第二十三页,共57页幻灯片
例题2-5 如图所示,设炮车以仰角 发射一炮弹,炮车和炮弹的质量分别为m' 和m ,炮弹的出口速度为v,求炮车的反冲速度v'。炮车与地面间的摩擦力不计。
解:
选炮车和炮弹组成系统,
外力分析如图。
炮车与地面间的摩擦力不计,系统水平方向动量守恒。
思考:竖直方向动量守恒吗?
第二十四页,共57页幻灯片
得炮车的反冲速度为
由水平方向动量守恒定律,得:
第二十五页,共57页幻灯片
炸裂时爆炸力是物体内力,内力远大于重力,故在爆炸中,可认为动量守恒。
例题2-6 一个静止物体炸成三块,其中两块质量相等,且以相同速度30 m/s沿相互垂直的方向飞开,第三块的质量恰好等于这两块质量的总和。试求第三块的速度(大小和方向)。
解:
第二十六页,共57页幻灯片
即 和 及 都成 ,且三者都在同一平面内
第二十七页,共57页幻灯片
一、功的概念
物体在力 的作用下发生一无限小的位移 (元位移)时,此力对它做的功定义为力在位移方向的投影和元位移大小的乘积,即:
可以写成两个矢量的标积:
功是标量,没有方向,但有正负。
单位:Nm = J(焦耳)
功率:
单位:J/s(W)
§2-3 功 动能 动能定理
(为力与位移的夹角)
第二十八页,共57页幻灯片
(1)能量是反映各种运动形式共性的物理量,各种运动形式的相互转化可以用能量来量度。各种运动形式的相互转化遵守能量守恒定律。
(3)与机械运动直接相关的能量是机械能,它是物体机械运动状态(即位置和速度)的单值函数,包括动能和势能。
二、能量
(2)能量是物体状态的单值函数。物体状态发生变化,它的能量也随之变化。
第二十九页,共57页幻灯片
三、动能定理
设质点在变力 的作用下沿曲线从a点移动到b点,
变力所做的功为:
由牛顿第二定律:
第三十页,共57页幻灯片
质点的动能:
则有
合外力对质点所做的功等于质点动能的增量。
(4)功是一个过程量,而动能是一个状态量。
(2)
与参考系有关,动能定理只在惯性系中成立。
(3)
(5) 微分形式:
说明
(6) 内力的功可改变系统的动能,如炮弹爆炸。
(1) 功是物体在某过程中能量改变的量度。
动能定理:
第三十一页,共57页幻灯片
例题2-7 利用动能定理重做P40例题1-13。
解:如图所示,细棒下落过程中,合外力对它作的功为
应用动能定理,因初速度为0,末速度v可求得如下
第三十二页,共57页幻灯片
L
v0
O
x
L
s
解:由于物体是柔软匀质的,在物体完全滑上台面之前,对台面的正压力与滑上台面的质量成正比,所受台面的摩擦力Ff是变化的,可表示为
例题2-8 传送机通过滑道将长为L,质