大学物理 第2章_1 2013.3.12.ppt

3.一辆装煤车以 的速率从煤斗下面通过，如图所示. 每秒钟落入车厢的煤为 ，如果使车厢的速率保持不变，应加多大的牵引力拉车厢？（车厢与钢轨间的摩擦忽略不计）. 解 以m 表示在t 时刻煤车和已落入煤车的煤的总质量.在此后 时间内又有质量为 的煤落入车厢. 取m 和 为研究对象，则对这一系统在时刻t 的水平方向总动量为 在 时刻的水平方向总动量为 在 时间内水平方向总动量的增量为 此系统所受的水平牵引力F ，由动量定律可得 所以 2.3.1 功 2.3 动能 动能定理 2.3.2 功率 2.3.3 质点的动能定理 2.3.4 质点组的动能定理 2.3.1 功 1. 功的定义 力对质点做正功； 力对质点不做功； 力对质点做负功. 2. 力沿曲线所做的功 2.3.2 功率 1. 平均功率 2. 瞬时功率(简称功率) 2.3.3 质点的动能定理 如图所示. 作用在质点上的合外力所做的功等于该质点动能的增量. 2.3.5 例题分析 1. 从10米深的井中把10千克的水匀速上提，若每升高1米漏去0.2千克的水. (1)画出示意图，设置坐标轴后，写出力所作元功的表达式. (2)计算把水从井下匀速提到井口外力所作的功. 解 (1)建立坐标并作示意图如下： (2) 2.一质量为10kg的质点，沿x 轴无摩擦的运动. 设t =0时，质点位于原点，速度为零（即初始条件为： ）. 问： （1）设质点在F =3+4t 牛顿力的作用下运动了3秒（t 以秒计），它的速度和加速度增为多大？ （2）设质点在F =3+4x 牛顿力的作用下移动了3米（x 以米计），它的速度和加速度增为多大？ 解 （1）设t 时刻质点速度为v ,则由动量定理得 代入数据t =3s、m =10kg可得速度和加速度分别为 （2）设移动到x 位置时质点速度为v ，则由动能定理，得 代入数据x =3m、m =10kg可得速度和加速度分别为 2.4.1 保守力及保守力的功 2.4 势能 机械能转换及守恒定律 2.4.2 势能 2.4.3 功能原理 2.4.5 能量转化和能量守恒定律 2.4.4 机械能和机械能守恒定律 2.4.1 保守力及保守力的功 1. 万有引力的功 2. 重力的功 3. 弹性力的功 根据做功的特点我们可以把保守力与非保守力定义为： 若某种力做功仅与起末位置有关而与路径无关，则这种力称之为保守力； 若某种力做功不仅与起末位置有关而且还与路径有关，则这种力称之为非保守力. 2.4.2 势能 功是能量改变的量度，把保守力做功所改变的能量称之为势能（这种能量仅与位置有关，所以也称位能）. 势能是一相对量. 对于万有引力势能，通常取无穷远处作为零势能点，即 对于重力势能，通常取地面作为零势能点，即 对于弹性势能，通常取弹簧无形变处作为零势能点，即 2.4.5 能量转化和能量守恒定律 能量既不能消灭，也不能产生；它只能从一个物体传递给另一个物体，或物体的一部分传递给另一部分，由一种形式转化为另一种形式. 这称之为能量转化和能量守恒定律. 2.1.1 牛顿运动定律的内容 2.1 牛顿运动定律 2.1.2 牛顿运动定律所涉及 的基本概念和物理量 2.1.3 常见的几种力 2.1.4 牛顿运动定律的应用 2.1.5 例题分析 牛顿 Issac Newton（1643－1727）杰出的英国物理学家,经典物理学的奠基人.他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果. 他在光学、热学和天文学等学科都有重大发现. 2.1.1 牛顿运动定律的内容 牛顿第一运动定律 任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直至其它物体对它作用的力迫使它改变这种运动状态为止. 牛顿第一定律也称为惯性定律. 牛顿第二运动定律 物体受到外力作用时，它所获得的加速度 的大小与合外力 的大小成正比，与物体的质量m 成反比，加速度 的方向与合外力 的方向一致. 牛顿第二定律也称为加速度定律. 合外力 瞬时对应 低速 直角坐标表示 牛顿第二定律的数学表达式 牛顿第三运动定律 当物体甲以力 作用于物体乙上时，物体乙同时以力 作用于物体甲上， 与 在一条直线上，大小相等方向相反. 牛