大学物理第2章.ppt

师大家教保守力的功等于相应势能的减少2.势能保守力场中存在着一种与质点位置有关的能量.弹性势能引力势能重力势能势能曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关.势能是状态函数令势能是属于相互作用的物体组成的系统的.非保守力场不能引入势能概念.3.系统的功能原理动能定理外力和非保守内力所做的功等于系统机械能的增量.4.机械能守恒定律功能原理只有保守内力做功,系统的机械能保持不变.若E2=E1，需A外力+A非保守内力=0即，A总功=A外力+A非保守内力+A保守内力=A保守内力对与一个与自然界无任何联系的系统来说,系统内各种形式的能量是可以相互转换的，但是不论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭，这一结论叫做能量守恒定律.1）科学实验的经验总结；2）能量是系统状态的函数；3）系统能量不变,但各种能量形式可以互相转化；4）能量的变化常用功来量度.如图的系统，物体A，B置于光滑的桌面上，物体A和C,B和D之间摩擦因数均不为零，首先用外力沿水平方向相向推压A和B，使弹簧压缩，后拆除外力，则A和B弹开过程中，对A、B、C、D组成的系统讨论（A）动量守恒，机械能守恒.（B）动量不守恒，机械能守恒.（C）动量不守恒，机械能不守恒.（D）动量守恒，机械能不一定守恒.DBCADBCA例2-13在半径为R的光滑半球圆塔的顶点A上有一石块m，今使石块获得水平初速度v0，问：(1)石块在何处脱离圆塔?(2)v0的值多大方能使石块从一开始便脱离圆塔?(1)开始脱离圆塔，则圆塔对石块支持力为0，即系统（石块、圆塔、地球）机械能守恒，所以（2）令即时，石块在一开始便脱离圆塔。例2-14一质量为M的平顶小车，在水平面上以速率v0运动，现将另一质量为m的物体竖直地放落在车顶前端，物体与车顶间的摩擦系数为?，车与地面摩擦不计，为使物体不会从车后滑落，车顶长L应为多少？解：刚开始时m相对车向后滑，最后二者将有共同的速度v。物－车系统在水平方向上不受外力，动量守恒：Mmm由功能原理有运动过程中，m与M间一对摩擦内力做功之和为：求出车长例2-14一质量为M的平顶小车，在水平面上以速率v0运动，现将另一质量为m的物体竖直地放落在车顶前端，物体与车顶间的摩擦系数为?，车与地面摩擦不计，为使物体不会从车后滑落，车顶长L应为多少？Mmx00x1x2动量守恒：物体：卡车：练习有一轻弹簧,其一端系在铅直放置的圆环的顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿过圆环并在圆环上运动(不计摩擦).开始小球静止于点A,弹簧处于自然状态,其长度为圆环半径R;当小球运动到圆环的底端点B时,小球对圆环没有压力.求弹簧的劲度系数.解以弹簧、小球和地球为一系统，只有保守内力做功系统机械能守恒取图中点为重力势能零点又所以即系统机械能守恒,图中点为重力势能零点例2-15质量为M的斜面放在光滑水平面上，斜面倾角为?，另一质量为m的物体从斜面上高h处由静止开始下滑，求它滑到斜面底部时它们相对地面的速度和二者间的相对速度.Mm?h解：设m滑到斜面底部时斜面向左的速率为v1，m沿斜面向下的相对速度为v2?。物体与斜面这一系统在水平方向上不受外力，因而系统在水平方向上的动量守恒其中v2是m相对地面的速度，它应满足：由以上三式可求出结论。又因为在m下滑的过程中仅有重力作功，系统机械能守恒水平方向动量守恒：5宇宙速度牛顿的《自然哲学的数学原理》插图，抛体的运动轨迹取决于抛体的初速度设地球质量,抛体质量,地球半径.``````解取抛体和地球为一系统，系统的机械能E守恒.1）人造地球卫星第一宇宙速度第一宇宙速度，是在地面上发射人造地球卫星所需的最小速度.根据牛顿第三定律，M受到m施加的平均冲力为因此，滑块对地面的作用力滑块的速度增量：质点系2.质点系的动量定理作用于由两质点组成的系统的合外力的冲量等于系统内两质点动量之和的增量.因为内力，故（1）两个质点的情况（2）n个质点的情