第6讲 能量守恒定律与质心运动定律.ppt

例题 1、质点运动方程 x=2t3+3t2+5（SI制），则该质点作什么运动，其2秒末的速度大小为多少？ 加速度大小为多少？ 2、一质点沿半径为0.2m的圆周运动，其角位移随时间的变化规律是：θ＝2＋3t2（SI制），在t＝3s时，它的法向加速度为多少？切相加速度为多少？ 例题 3、一质点的运动学方程为x=2t+5，y=t2+3t+4(SI制)。 (1)以t为变量，写出位矢的表达式； (2)求质点在t=3s时速度。 4、F=20+5t(SI)的合外力作用在质量m=10千克的物体上，试求： (1) 在开始3s内此力冲量； (2) 若冲量I=500N·S，求此力作用的时间。 * * 2-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 2-8 能量守恒定律 2-9 质心 质心运动定律 大学物理电子教案 第6讲 能量守恒定律与质心运动定律 塔里木大学教学课件 复习 功与功率 质点的动能定理 万有引力、重力、弹性力作功的特点 物体沿任意闭合路径运行一周时，保守力对它所作的功为零。 势能 重力势能 引力势能 弹性势能 质点系的动能定理 质点系的功能原理 机械能守恒定律 2－7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 一、碰撞 1、概念 两个或两个以上的物体相遇，且相互作用持续一个极短暂的时间——碰撞。 2、特点 物体间的相互作用是突发性，持续时间极短。 作用力峰值极大，碰撞符合动量守恒定律的适用条件。 碰撞过程中物体会产生形变。 3、碰撞过程的分析 接触阶段： 两球对心接近运动 形变产生阶段：两球相互挤压，最后两球速度相同——动能转变为势能 形变恢复阶段：在弹性力作用下两球速度逐渐不同而分开运动——势能转变为动能 分离阶段： 两球分离，各自以不同的速度运动 4、分类 完全弹性碰撞： 系统动能守恒 非弹性碰撞： 系统动能不守恒 完全非弹性碰撞： 系统以相同的速度运动 二、完全弹性碰撞 1、碰撞前后速度的变化 两球m1，m2对心碰撞，碰撞前速度分别为v10 、v20，碰撞后速度变为v1、v2 动量守恒 由上面两式可得 (4)/(3)得 碰撞前两球相互趋近的相对速度（v10-v20 ）等于碰撞后两球相互分开的相对速度（v2-v1 ） 由（3）、（5）式可以解出 2、讨论 若m1=m2，则v1=v20，v2=v10，两球碰撞时交换速度。 若v20=0，m1m2，则v1≈ - v1，v2=0，m1反弹， 即质量很大且原来静止的物体，在碰撞后仍保持不动，质量小的物体碰撞后速度等值反向。 若m2m1，且v20=0，则v1≈v10，v2≈2v10， 即一个质量很大的球体，当它的与质量很小的球体相碰时，它的速度不发生显著的改变，但是质量很小的球却以近似于两倍于大球体的速度运动。 三、完全非弹性碰撞 碰撞后系统以相同的速度运动 v1=v2=v 动量守恒 动能损失为 四、非完全弹性碰撞 恢复系数 牛顿提出碰撞定律：碰撞后两球的分离速度v2-v1与碰撞前两球的接近速度v10-v20之比为以定值，比值由两球材料得性质决定。该比值称为恢复系数。 完全非弹性碰撞： e=0，v2=v1 完全弹性碰撞： e=1， v2-v1 = v10-v20 非完全弹性碰撞： 0e1 例题：如图所示，质量为1kg的钢球，系在长为l=0.8m的绳子的一端，绳子的另一端固定。把绳子拉至水平位置后将球由静止释放，球在最低点与质量为5kg的钢块作完全弹性碰撞。求碰撞后钢球升高的高度。 解：本题分三个过程： 第一过程：钢球下落到最低点。以钢球和地球为系统，机械能守恒。以钢球在最低点为重力势能零点。 第二过程：钢球与钢块作完全弹性碰撞，以钢球和钢块为系统，动能和动量守恒。 第三过程：钢球上升。以钢球和地球为系统，机械能守恒。以钢球在最低点为重力势能零点。 解以上方程，可得 代入数据，得 2－8 能量守恒定律 对于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，但是不论任何转换，能量既不能产生，也不能消灭，能量的总和是不变的。这就是能量守恒定律。 一、内容 二、说明 能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现 能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。 三、重要性 自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。 凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。 四、 守恒定律的意义 自然界中许多物理量，如动量、角动量、机械能、电荷、质量、宇称、粒子反应中的重子数、轻子数等等，都具有相应的守恒定律。 物理学特别注意守恒量和守恒定律的研究，这是因为： 第一，从方法论上看： 利用守恒定律可避开过程细节而