第六节 机械能与机械能守恒定律.ppt

第六节机械能与机械能守恒定律 100323 动量 冲量 动量定理 动量守恒定律 动能 功 动能定理 能量守恒定律 对比 一 功与功率 1 常力的功 2 变力的功 元功 总功 2 功率 平均功率 瞬时功率 功率的数量级 睡觉70 80W行走170 380W听课70 140W跑步700 1000W 问题1 外力做功等于多少 二 动能与动能定理 要求会证明 问题2 如何证明 如何应用牛顿定律证明 问题3 问题4 常力做功 还是变力做功 切向力做功 还是法向力做功 注意1 注意2 如何图示 如何语言表叙 问题5 如图所示 取位移元 并将力沿法向和切向分解为与 因为 故法向分力不做功 而切向分力与位移元方向一致 即 所以元功 根据第二定律 有 所以 两边积分 得 动能定理 外力对质点所做的功 等于质点动能的增量 例1 P843 21 问题1 常力做功 还是变力做功 问题2 写出变力的表达式 设位移为 问题3 确定研究对象 分析规律与特征 铁锤有何变化 两次敲击钉子的速度相同 说明什么意义 钉子有何变化 遵循什么规律 确定研究对象 钉子 木板 铁锤 怎样做简明扼要的文字叙述和分析说明 以铁锤和钉子为研究对象 钉子因获得初动能 克服木板阻力而做功 因为铁锤两次敲击钉子的速度相同 所以钉子两次获得的初动能相等 根据动能定理 钉子两次克服阻力所做的功应相等 根据变力做功的公式 有 积分并整理上式 有 解之 得 钉子第二次进人木版深度 三 势能 源于保守力做功的特征 问题1 力与功有何关系 引力 重力 弹性力 问题2 推测三种力的功函数形式 问题3 有何共同特点 功值只与始末位置有关 而与作功路径无关 保守力 意义 特征 势能 保守力特征的数学表示 保守力沿任意闭合路径一周所作的功恒为零 由相对位置决定的能量称为势能 问题4 什么是势能 重力的功 重力势能 弹性力的功 弹性势能 引力的功 引力势能 保守力的功等于势能增量的负值 何谓 增量 其值一定为负吗 只有对保守力 才能引入势能的概念 势能的相对性 势能值与势能零点有关重力势能 一般选地面的重力势能为零 引力势能 零点选在无穷远点 弹性势能 零点选在弹簧的平衡位置 势能属于系统重力势能 物体和地球组成的系统引力势能 两个物体组成的系统引力势能 物体和弹簧 四 功能原理机械能守恒定律 外力与非保守内力对系统作功之和 等于质点系机械能的增量 机械能守恒定律 作用于质点系的外力和非保守内力作功之和等于零时 质点系的机械能守恒 若 则 例一 P823 2 问题1 选什么系统 问题2 内力有哪几个 是否为保守力 问题3 外力有哪几个 是否需要考虑保守力问题 问题4 动量是否守恒 为什么 问题5 机械能是否守恒 为什么 例二 P823 4 问题1 选什么系统 问题2 内力有哪几个 是否为保守力 问题3 外力有哪几个 是否需要考虑保守力问题 问题4 动量是否守恒 为什么 问题5 机械能是否守恒 为什么 例三 P853 25 问题1 选什么系统 问题2 问题3 整个过程由哪几个分过程组成 在每一个分过程中 动量与机械能是否守恒 为什么 怎样作简明扼要的文字叙述 问题4 以 为系统 因与水平面无摩擦力作用 系统水平动量守恒 又因合外力与保守内力为零 系统机械能守恒 设子弹射入靶内