医用物理学-第一章讲述.ppt

* 3）从量纲分析中可以确定出方程中比例系数的量纲和单位 . 习题： 物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间的关系可以判断物理关系式是否可能正确。某组同学在探究声速v与空气压强P和空气密度ρ的关系时，推导出四个空气中声速的关系式，式中k为比例常数，无单位。则可能正确的关系式是（） A. B. C. D. 压强的单位： 1N/m2 =（kg·m/s2）/m2 =kg/(m·s2) 密度的单位：g/cm3=kg/m3 功和能 能量守恒 本节介绍 1 功的计算公式：单一外力、多外力、路径为曲线时分别应该如何计算？ 2 理解保守力和非保守力的含义 理解动能定理，重点理解机械能守恒定理并会应用 3 重点内容 了解内容 对称性原理（对称性操作） * 一.功 说明： 1.功是标量，无方向，有正负 2.量纲为ML2T-2 3.单位是焦耳(J) 1.功：力在位移方向上的分量与位移的乘积，以dA表示. 2.功率 单位时间内所做的功称为功率。 说明：1.功率为标量； 2.单位：瓦特(W） m F * 4.如果物体沿曲线从A运动到B, 力对它作的功AAB : 5.如果物体受到多个外力对他做功，则： * 二. 动能 势能 一个物体或系统所具有的作功本领. 1. 能 说明： 1.能因作功而改变 2.其量值变化可以作为功的量度 3.物体能量的大小与它的状态有关 2.动能 质量为m 的物体, 在力的作用下, 沿曲线由A运动至B.在这一过程中, 力对物体所作的功为: * 说明: 1.外力所作的功, 在量值上等于mv2/2的改变量. 2.mv2/2是由物体的运动状态决定的量, 定义为物体的动能,用Ek表示 3.动能定理 外力对物体所作的功等于物体动能的增量： 说明：1. AAB包括了所有外力对物体所作的功。 2.若对于由两个以上的物体组成的系统, 动能定理可以表述为:所有外力和所有内力对物体所作的功之和等于物体系总动能的增量。 4.势能 (1) 保守力 如果力对物体所作的功与物体运动的路径无关, 而仅由运动物体的始末位置所决定.这样的力叫保守力。 说明：物体沿任一闭合路径运动一周, 保守力作的功为零。 凡作功与路径有关的力称为非保守力。常见的摩擦力，引起了能量的转化。 (2) 由相对位置决定的函数叫系统的势能函数，以Ep表示。 AAB=EPA－EPB= －ΔEP 若以EPA和EPB分别表示物体在A和B处时系统的势能, 则保守力作的功为： 即保守力所作的功等于系统势能的减小。 如：重力是一个保守力, 重力势能与物体的高度有关, 大小为mgh。 三.功能原理 时间平移对称性与能量守恒定律 1. 功能原理 根据物体系动能定理，得到： A外+A保+A非=EkB－EkA 又： A保=EpA－ EpB 得: A外+A非=(EkB+EPB)－(EkA+EPA) =EB－EA 系统机械能的增量等于非保守力(外力和非保守内力)作功的代数和，这就是功能原理。 2. 机械能守恒定律 一个只有保守力作功的系统, A外力+A非保守内力= 0 (EkB+EPB)－(EkA+EPA) =EB－EA = 0 即: EB=EA= 恒量 即: 在只有保守力作功的情况下, 物体系的机械能保持不变——机械能守恒定律。 1、明确研究对象和运动过程 2、受力分析、做功分析，判断机械能守恒 3、确定初末状态，选定零势能面，确定初末状态的机械能 4、根据机械能守恒定律列方程求解 例1：如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道半径OA在水平方向，一个小球从顶端A点由静止开始下滑，已知轨道半径R＝10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底端B点时的速度大小？ 解：小球运动过程中，不计摩擦阻力，机械能守恒 以小球运动最低点为参考面，确定初末状态机械能 E1=mgR 机械能守恒E1=E2 E2= mv2 1 2 mgR= mv2 1 2 V= 2gR 例2 将一物体从15m高的楼顶以10m/s的速度抛出，不计阻力，则小球落到地面的速度大小？ h v0 v0 v0 v0 h 解：小球在运动中不计阻力机械能守恒，取地面零势能面 h E1=mgh＋ mv０2 1 2 机械能守恒E1=E2 得：vt= 2gh+v02 E2= mvt2 1 2 mgh+ = mv０2 1 2 mvt2 1 2 例3：如图所示，一长为L的铁链挂在高为H