1動量守恒定律和能量守恒定律第三章23-1功功率3-2動能動能定理3-4功能原理機械能守恒定律3-3保守力的功勢能3-5沖量動量動量原理物理學第五版3-6動量守恒定律3力的累積效應對積累對積累動量、沖量、動量定理、動量守恒動能、功、動能定理、機械能守恒4一恒力的功

力的空間累積效應：，動能定理對積累3-1功功率5NPFf力F將物體拉上斜面力F作正功(θ=0°)如圖所示，重力P作負功(θ>90°)摩擦力f作負功(θ=180°)斜面對物體的支持力N不作功(θ=90°)6B**A二變力的功7(1)

功的正、負討論(2)

作功的圖示8（3）功是一個過程量，與路徑有關．（4）合力的功，等于各分力的功的代數(shù)和．9三功率平均功率

瞬時功率功率的單位

（瓦特）10例1

重量為P的小物體系于繩的一端，繩長l，如圖所示，水平變力F從零開始逐漸增大，緩慢地作用于該物體上，使得該物體在所有時刻可認為處于平衡狀態(tài)，一直到繩與鉛直線成θ0角位置。試計算力F所做的功。oAm補充求：重力作功、拉力作功。11而ABθ3-2動能動能定理12功是過程量，動能是狀態(tài)量；注意合外力對質點所作的功，等于質點動能的增量．——質點的動能定理功和動能依賴于慣性系的選取，但對不同慣性系動能定理形式相同．13解例2質量

沿X軸作直線運動，所受合外力為

，如果在處時，速度，試求

物體運動到x

=4m時速度大小.由動能定理，14補充例題

一質量為1.0kg的小球系在長為1.0m細繩下端，繩的上端固定在天花板上．起初把繩子放在與豎直線成角處，然后放手使小球沿圓弧下落．試求繩與豎直線成角時小球的速率．15解

16由動能定理得END17解

2、設作用在質量為

2kg上的物體上的力

(N),若物體由靜止出發(fā)沿直線運動，求在開始的

2s內該力作的功.18解

3、質量為

的質點,在平面內運動,方程為

，求從到這段時間內，外力對質點作的功.19AB一重力作功3-3保守力的功勢能保守力：作功與路徑無關，僅決定于始、末位置．20二重力勢能引入與質點位置有關的能量：勢能．重力的功重力勢能——重力作功等于重力勢能增量的負值21三彈性力的功與彈性勢能彈性勢能22勢能具有相對性，勢能大小與勢能零點的選取有關．勢能是狀態(tài)的函數(shù)勢能是屬于系統(tǒng)的．討論勢能差與勢能零點選取無關．23補充萬有引力作功對

的萬有引力為移動時，作元功為24m從A到B的過程中作功：引力勢能25

四勢能曲線彈性勢能曲線重力勢能曲線引力勢能曲線26

設兩個粒子之間的相互作用力是排斥力，并隨它們之間的距離r按F=k/r3的規(guī)律而變化，其中k為常量．試求兩粒子相距為r時的勢能．（設力為零的地方勢能為零．）課堂練習27外力功內力功一質點系的功能原理質點系動能定理

對質點系，有對第個質點，有3-4功能原理機械能守恒定律28非保守力的功內力可以改變質點系的動能注意29機械能——質點系的功能原理30例3雪橇從高50m的山頂A點沿冰道由靜止下滑,坡道AB長為500m．滑至點B后，又沿水平冰道繼續(xù)滑行，滑行若干米后停止在C處.若μ=0.050．求雪橇沿水平冰道滑行的路程.31已知求解32

如圖，物體質量，沿固定的四分之一圓弧由A靜止滑下，到達B點時的速率

，求摩擦力作的功．ABm=2kgv=6m·s-1OR=4mv不動課堂練習33解法1

應用動能定理求解法2

應用功能原理求ABm=2kgv=6m·s-1OR=4mv不動fNmg34二機械能守恒定律當時，有

——只有保守內力作功的情況下，質點系的機械能保持不變．守恒定律的意義不究過程細節(jié)而能對系統(tǒng)的狀態(tài)下結論，這是各個守恒定律的特點和優(yōu)點.35例4質量為0.1kg的小球,拴在勁度系數(shù)為k=1N.m-1的輕彈簧的一端,它端固定,這個彈簧的原長l=0.8m,起初彈簧在水平位置,并保持原長,然后釋放小球,讓它落下,當彈簧通過鉛直位置時,被拉成l=1m,求該時刻小球的速率v.36例5一水平光滑面上放置一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧,一端固定在墻上,另一端連一質量為M的物體,開始時,用另一質量為m的物體靠緊M并將彈簧壓縮,如圖所示.求至少需將彈簧壓縮多少才能使物體m恰能通過半徑為R的光滑圓軌道的頂點?37

1、已知在半徑為R的光滑球面上，一物體自頂端靜止下滑,問物體在何處脫離球面?解解得

Nmg課堂練習382R

2

一人造地球衛(wèi)星質量為m,在地球表面上空2倍于地球半徑R的高度沿圓軌道運行，用m、R、引力常數(shù)G和地球質量M表示(1)衛(wèi)星的動能；(2)系統(tǒng)的引力勢能.解(1)(2)REND39能量守恒定律：對一個與自然界無任何聯(lián)系的系統(tǒng)來說,系統(tǒng)內各種形式的能量可以相互轉換，但是不論如何轉換，能量既不能產生，也不能消滅。（1）生產斗爭和科學實驗的經(jīng)驗總結；（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化；（4）能量的變化常用功來量度．三能量守恒和轉化定律40沖量是表征力持續(xù)作用一段時間的累積效應；沖量是矢量：大小和方向；沖量是過程量，改變物體機械運動狀態(tài)的原因。

動量定理

在給定的時間內，外力作用在質點上的沖量，等于質點在此時間內動量的增量.微分形式積分形式3-5沖量動量動量原理41某方向受到?jīng)_量，該方向上動量就增加．說明分量表示42（1）

F為恒力（2）

F為變力討論Ftt1t2Ft1t2tF43動量定理常應用于碰撞問題注意越小，則越大在一定時44例6

一彈性球,質量為0.2kg、速率為5m·s-1與墻壁碰撞時,速度大小不變,碰撞前后的運動方向和墻的法線所夾的角均為α,且球和墻碰撞時間Δt=0.05s,α=60o,求在碰撞時間內,球和墻的平均相互作用力.451.下列說法哪種正確：(A)如果物體的動能不變，則動量也一定不變(B)如果物體的動能變化，則動量不一定變化(C)如果物體的動量變化，則動能也一定變化(D)如果物體的動量不變，則動能也一定不變

課堂練習：46

2

質量

的質點受力

的作用，且力方向不變．t=0s時從v0=10m·s-1開始作直線運動（v0方向與力向相同），求：(1)0~2s內，力的沖量I；(2)t=2s時質點的速率v2．(力的單位為牛頓，時間單位為秒)解(1)(2)應用質點動量定理代入數(shù)據(jù)解得：課堂練習：47

3

一質量為5kg的物體，其所受力F

隨時間的變化關系如圖，設物體從靜止開始運動，則20s末物體的速度為多少?解-5101020t(s)F(N)5o48質點系一質點系的動量定理對兩質點分別應用質點動量定理：3-6動量守恒定律49因內力，故將兩式相加后得：50作用于系統(tǒng)的合外力的沖量等于系統(tǒng)動量的增量——質點系動量定理51區(qū)分外力和內力內力僅能改變系統(tǒng)內某個物體的動量，但不能改變系統(tǒng)的總動量.注意52質點系動量定理若質點系所受的合外力——動量守恒定律則系統(tǒng)的總動量不變3-6動量守恒定律53(1)系統(tǒng)的總動量不變，但系統(tǒng)內任一物體的動量是可變的．(2)守恒條件：合外力為零．當

時，可近似地認為系統(tǒng)總動量守恒．討論54(3)若，但滿足有(4)動量守恒定律是物理學最普遍、最基本的定律之一．55例7

A,B兩球質量相等，A球以速度5m/s與靜止于水平光滑桌面上的B球作彈性碰撞，已知碰撞后A球速度的方向與原來速度方向的夾角θA=37o，求A,B兩球碰撞后的速度。56例8今有一長為l，質量為M的小船，船的一端站有一人，質量為m，人與小船原來都靜止不動，現(xiàn)設該人從船的一端走到另一端，如不計水對船的阻力，問人和船各移動多少距離？如圖所示。57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彈開過程中，對A、B、C、D組成的系統(tǒng)討論（A）動量守恒，機械能守恒.（B）動量不守恒，機械能守恒.（C）動量不守恒，機械能不守恒.（D）動量守恒，機械能不一定守恒.DBCADBCA58

不怕重錘擊的人．雜技演員仰臥在地，胸口放一重鐵板，一大力士高舉重鐵錘用力擊鐵板，演員安然無恙，原因何在?解設鐵板重M，鐵錘重m，鐵錘擊鐵板速度為v0，彈起的速度為v1，鐵板獲得的速度為V,M>>m,V<<v設M=200m,v0=v1

=v則V=0.01v補充例題59神舟六號點火升空注：照片摘自新華網(wǎng)60神舟六號發(fā)射成功END61一般情況碰撞3.完全非彈性碰撞兩物體碰撞后,以同一速度運動.1.完全彈性碰撞兩物體碰撞之后，它們的動能之和不變.2.非彈性碰撞由于非保守力的作用，兩物體碰撞后，使機械能轉換為熱能、聲能，化學能等其他形式的能量.補充：碰撞問題62一、力對空間的累積作用