動(dòng)量定律和動(dòng)量守恒定理本次課程內(nèi)容能量守恒定理及其應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定律質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定律力與作用時(shí)間的乘積稱為力的沖量表示質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定律的微分方式為質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的元增量等于它獲得的元沖量。質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的增量等于它獲得的沖量。質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定律的積分方式為份量表示式注意:動(dòng)量是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)量;而沖量是狀態(tài)變化量。嚴(yán)格區(qū)別狀態(tài)量和狀態(tài)變化量,非常重要!課堂討論:關(guān)于沖量和動(dòng)量這兩個(gè)化學(xué)量的區(qū)別有以下說(shuō)法,請(qǐng)你選擇正確的答案。a.物體的動(dòng)量大,沖量必大;b.物體的動(dòng)量很小,沖量必小;c.物體的沖量很大,動(dòng)量必很大;d.物體的沖量小,動(dòng)量必小;e.物體動(dòng)量變化大,沖量必很大;f.物體沖量小,動(dòng)量可以不變化。當(dāng)堂練習(xí)一應(yīng)用動(dòng)量定律求解平均阻力mvmv解法提要:例:一質(zhì)量m=140g的棒球以的速率沿水平方向駛向投球手,被擊后它以相同速度沿角飛出,設(shè)球和棒的接觸時(shí)間,求棒球受棒的平均嚴(yán)打力。α表示此力與水平方向傾角tan當(dāng)堂練習(xí)三須要將速率是時(shí)間的函數(shù)轉(zhuǎn)換成速率是坐標(biāo)的函數(shù)去求解設(shè)火車質(zhì)量為則總阻力dvdt單位質(zhì)量受總阻力運(yùn)行多遠(yuǎn),時(shí)速減至10由牛頓第三定理質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定律第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)遭到的合外力為:作用于系統(tǒng)的合外力沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量,這就是質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定律質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定律(重點(diǎn))注意:只有外力才對(duì)系統(tǒng)動(dòng)量有貢獻(xiàn)動(dòng)能定理和動(dòng)量定理公式,系統(tǒng)內(nèi)力的沖量相消為零,因此系統(tǒng)內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)總動(dòng)量無(wú)貢獻(xiàn)。
這與質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定律不同,內(nèi)力的作用通常會(huì)改變系統(tǒng)的總動(dòng)能。mvmv常量常量常量提示:當(dāng)系統(tǒng)所受合外力在某一方向上的份量為零時(shí),則該方向上動(dòng)量的份量守恒。思索:這些情況下系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒?定理說(shuō)明補(bǔ)充:關(guān)于定律、定律、原理定律:早已證明是正確的,可以作為原則或規(guī)律的命題或公式。它可以由定理或原理來(lái)證明或推論下來(lái)。(動(dòng)量定律、動(dòng)能定律、角動(dòng)量定律)定理Law:通過(guò)大量的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納下來(lái)的客觀規(guī)律,它是對(duì)某種客觀規(guī)律的概括。(牛頓三定理、機(jī)械能守恒定理、動(dòng)量守恒定理、角動(dòng)量守恒定理、能量守恒定理、轉(zhuǎn)動(dòng)定理、碰撞定理)原理:通過(guò)大量的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納下來(lái)的,帶有普遍性的最基本的、可以作為其它規(guī)律的基礎(chǔ)的規(guī)律。(功能原理、運(yùn)動(dòng)疊加性原理、光速不變?cè)怼①だ韵鄬?duì)性原理)原理和定理是不能從理論上證明的,其正確性只能用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn),假如實(shí)踐中發(fā)覺(jué)一例與之相違,該原理、定律即被推翻,或必須限定其適用范圍及條件。續(xù)練習(xí)二當(dāng)堂淺談質(zhì)量為m,速率的小球,水平地射向一墻壁,后被反向彈回,速率不變,問(wèn)小球的動(dòng)量變化?(請(qǐng)點(diǎn)擊你要選擇的項(xiàng)目)-2mv,選項(xiàng)1鏈接答案質(zhì)量為m,速率的小球,水平地射向一墻面,后被反向彈回,速率不變,則小球的動(dòng)量變化(請(qǐng)點(diǎn)擊你要選擇的項(xiàng)目)-2mv,選項(xiàng)2鏈接答案質(zhì)量為m,速率的小球,水平地射向一墻面,后被反向彈回,速率不變,則小球的動(dòng)量變化(請(qǐng)點(diǎn)擊你要選擇的項(xiàng)目)-2mv,功(work):力和力所作用的質(zhì)點(diǎn)(或質(zhì)元)的位移的標(biāo)量積。

注意:1、功依賴于參照系。(舉例:船用繩子系在河邊。)3、功率P:力在單位時(shí)間內(nèi)所作的功。平均功率:瞬時(shí)功率:瞬時(shí)功率等與力與物體速率的標(biāo)積。單位:瓦特2.2510練習(xí)二保守力做功的大小,只與運(yùn)動(dòng)物體的始末位置有關(guān),與路徑無(wú)關(guān)。非保守力做功的大小,除了與物體末位置有關(guān),并且還與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)。引力的功3、彈力的功借助保守力的功與路徑無(wú)關(guān)的特性,可引入“勢(shì)能”()的概念。在受保守力的作用下,質(zhì)點(diǎn)從A--B,所做的功與路徑無(wú)關(guān),而只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)。可引入一個(gè)只與位置有關(guān)的函數(shù),A點(diǎn)的函數(shù)值乘以B點(diǎn)的函數(shù)值,定義為從A定義了勢(shì)能差質(zhì)點(diǎn)從位置A到位置B,保守力作的功可以統(tǒng)一寫為:外力做正功等于相應(yīng)動(dòng)能的降低;外力做負(fù)功等于相應(yīng)動(dòng)能的減低。保守力做正功等于相應(yīng)勢(shì)能的減小;保守力做負(fù)功等于相應(yīng)勢(shì)能的降低。為勢(shì)能零點(diǎn)選地面:離地面高度為勢(shì)能零點(diǎn)為勢(shì)能零點(diǎn)選無(wú)形變處保守力的元功:勢(shì)能曲線上某點(diǎn)斜率的負(fù)值,就是該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置處質(zhì)點(diǎn)所受的保守力。以雙原子分子勢(shì)能曲線為例:時(shí):斜率0,則力指向減少的方向,是引力。
力指向減小的方向,是作用力。1、質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定律(1)哪些是質(zhì)點(diǎn)系?(2)質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力與外力是如何規(guī)定的?由有限個(gè)或無(wú)限個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的系統(tǒng)。可以是固體也可以是液體,它概括了熱學(xué)中最普遍的研究對(duì)象。質(zhì)點(diǎn)系外的物體作用于質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的力稱為外力,質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)之間的互相斥力稱為內(nèi)力,外力和內(nèi)力的分辨完全決定于質(zhì)點(diǎn)系(研究對(duì)象)的選定。(3)質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)力的功一切內(nèi)力矢量和恒等于零。但通常情況下,所有內(nèi)力作功的總和并不為零。諸如,兩個(gè)彼此互相吸引的物體,聯(lián)通一段位移,都作正功。(4)質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定律:對(duì)第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)能定律:對(duì)所有質(zhì)點(diǎn)求和可得:注意:不能先求合力,再求合力的功;只能先求每位力的功動(dòng)能定理和動(dòng)量定理公式,再對(duì)這種功求和。由保守力的功和勢(shì)能增量的關(guān)系:功能原理(積分方式)外力對(duì)系統(tǒng)和系統(tǒng)非保守內(nèi)力做功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量。系統(tǒng)只有保守內(nèi)力作功,機(jī)械能守恒。五、機(jī)械能守恒定理與能量守恒定理系統(tǒng)的機(jī)械能降低系統(tǒng)的機(jī)械能降低系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變實(shí)驗(yàn)證明:一個(gè)孤立系統(tǒng),歷經(jīng)任何變化過(guò)程,該系統(tǒng)的所有能量的總和是不變的,能量只能從一種方式變化為另一種方式,或從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體。——能量守恒定理。自然界中許多數(shù)學(xué)量,如動(dòng)量、角動(dòng)量、機(jī)械能、電
