机械能与机械能守恒定律课件.pptVIP

機械能與機械能守恆定律復習功與功率質點的動能定理萬有引力、重力、彈性力作功的特點物體沿任意閉合路徑運行一周時，保守力對它所作的功為零。勢能重力勢能引力勢能彈性勢能質點系的動能定理質點系的功能原理機械能守恆定律3－7完全彈性碰撞完全非彈性碰撞一、碰撞1、概念兩個或兩個以上的物體相遇，且相互作用持續一個極短暫的時間——碰撞。2、特點物體間的相互作用是突發性，持續時間極短。作用力峰值極大，碰撞符合動量守恆定律的適用條件。碰撞過程中物體會產生形變。3、碰撞過程的分析接觸階段：兩球對心接近運動形變產生階段：兩球相互擠壓，最後兩球速度相同——動能轉變為勢能形變恢復階段：在彈性力作用下兩球速度逐漸不同而分開運動——勢能轉變為動能分離階段：兩球分離，各自以不同的速度運動4、分類完全彈性碰撞：系統動能守恆非彈性碰撞：系統動能不守恆完全非彈性碰撞：系統以相同的速度運動二、完全彈性碰撞1、碰撞前後速度的變化兩球m1，m2對心碰撞，碰撞前速度分別為v10、v20，碰撞後速度變為v1、v2動量守恆由上面兩式可得(4)/(3)得碰撞前兩球相互趨近的相對速度（v10-v20）等於碰撞後兩球相互分開的相對速度（v2-v1）由（3）、（5）式可以解出2、討論若m1=m2，則v1=v20，v2=v10，兩球碰撞時交換速度。若v20=0，m1m2，則v1≈-v1，v2=0，m1反彈，即品質很大且原來靜止的物體，在碰撞後仍保持不動，品質小的物體碰撞後速度等值反向。若m2m1，且v20=0，則v1≈v10，v2≈2v10，即一個品質很大的球體，當它的與品質很小的球體相碰時，它的速度不發生顯著的改變，但是品質很小的球卻以近似於兩倍於大球體的速度運動。三、完全非彈性碰撞碰撞後系統以相同的速度運動v1=v2=v動量守恆動能損失為四、非完全彈性碰撞恢復係數牛頓提出碰撞定律：碰撞後兩球的分離速度v2-v1與碰撞前兩球的接近速度v10-v20之比為以定值，比值由兩球材料得性質決定。該比值稱為恢復係數。完全非彈性碰撞：e=0，v2=v1完全彈性碰撞：e=1，v2-v1=v10-v20非完全彈性碰撞：0e1例題：如圖所示，品質為1kg的鋼球，系在長為l=0.8m的繩子的一端，繩子的另一端固定。把繩子拉至水準位置後將球由靜止釋放，球在最低點與品質為5kg的鋼塊作完全彈性碰撞。求碰撞後鋼球升高的高度。解：本題分三個過程：第一過程：鋼球下落到最低點。以鋼球和地球為系統，機械能守恆。以鋼球在最低點為重力勢能零點。第二過程：鋼球與鋼塊作完全彈性碰撞，以鋼球和鋼塊為系統，動能和動量守恆。第三過程：鋼球上升。以鋼球和地球為系統，機械能守恆。以鋼球在最低點為重力勢能零點。解以上方程，可得代入數據，得3－8能量守恆定律對於一個與自然界無任何聯繫的系統來說，系統內各種形式的能量是可以相互轉換的，但是不論任何轉換，能量既不能產生，也不能消滅，能量的總和是不變的。這就是能量守恆定律。一、內容二、說明能量守恆定律同生物進化論、細胞的發現被恩格斯譽為19世紀的三個最偉大的科學發現能量守恆定律是在無數實驗事實的基礎上建立起來的，是自然科學的普遍規律之一。三、重要性自然界一切已經實現的過程都遵守能量守恆定律。凡是違反能量守恆定律的過程都是不可能實現的，例如“永動機”只能以失敗而告終。四、守恆定律的意義自然界中許多物理量，如動量、角動量、機械能、電荷、品質、宇稱、粒子反應中的重子數、輕子數等等，都具有相應的守恆定律。物理學特別注意守恆量和守恆定律的研究，這是因為：第一，從方法論上看：利用守恆定律可避開過程細節而對系統始、末態下結論（特點、優點）。第二，從適用性來看：守恆定律適用範圍廣，宏觀、微觀、高速、低速均適用(牛頓定律只適用於宏觀、低速，但由它導出的動量守恆定律的適用範圍遠它廣泛，迄今為止沒發現它不對過)。第三，從認識世界來看：守恆定律是認識世界的有力武器。在新現象研究中，當發現某個守恆定律不成立時，往往作以下考慮：(1)尋找被忽略的因素，從而恢復守恆定律的應用。(2)引入新概念，使守恆定律更普遍化。(3)無法“補救”時，宣佈該守恆定律失效。例1、中微子的發現問題的提出:·?衰變:核A??核B+e·如果核A靜止,則由動量守恆應有PB+Pe=0·但?衰變雲室照片表明,B、e的徑跡並不在一條直線上。問題何在?是動量守恆有問題?