高二物理竞赛质点力学中的守恒定律课件

第二章质点力学中的守恒定律从某种意义上讲，守恒定律更重要。A）自然界的一切过程都遵守守恒定律。若有违反，可能孕育着未被认识的事物----守恒定律是寻找和发现新事物的理论依据。B）守恒定律是解决实际问题的有力工具。

如光与原子的作用，过程的细节相当复杂，但可利用守恒定律加以研究。

一掌握功的概念,能计算变力的功,理解保守力作功的特点及势能的概念,会计算万有引力、重力和弹性力的势能.

二掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法.

三理解动量、冲量的概念,掌握动量定理和动量守恒定律.教学基本要求一、功和功的计算1、恒力的功（复习）2、变力的功3、合力的功4、功的计算力的空间累积效应:

，动能定理.对积累1、直角坐标2、平面自然坐标二掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法.解：（2）质点沿OMQ运动时变力所作的功。（1）对上面的木板需施多大的力F，以使在F突然撤去，而上面的木板上跳时，恰使下面的木板提离地面。（1）质点沿OQ运动时变力所作的功。机械能守恒定律只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变.若有违反，可能孕育着未被认识的事物----守恒定对第个质点，有功和动能都与参考系有关；以链条和地球为研究对象：现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑例1一条均匀链条，质量为m，总长，m成直线设弹簧的平衡位置为弹性势能和重力势能的势能零点，撤去后，只有弹力和重力作功，所以机械能守恒解：提供向心力例1：一个质量15g的子弹，以200米/秒的速度射入一固定的木板内，如阻力与射入木板的深度成正比，即且求子弹射入木板的深度。若有违反，可能孕育着未被认识的事物----守恒定（1）对上面的木板需施多大的力F，以使在F突然撤去，而上面的木板上跳时，恰使下面的木板提离地面。各个守恒定律的特点和优点.势能的差值具有绝对性，势能差值与势能零点的选以为参考系，的位置矢量为.合外力对质点所作的功,等于质点动能的增量.例1：一个质量15g的子弹，以200米/秒的速度射入一固定的木板内，如阻力与射入木板的深度成正比，即且求子弹射入木板的深度。对第个质点，有例：一质点受变力作用，求（1）质点沿OQ运动时变力所作的功。（2）质点沿OMQ运动时变力所作的功。y(m)x(m)33QMo解：（1）质点沿OQ运动时变力所作的功。y(m)x(m)33QMo解：（2）质点沿OMQ运动时变力所作的功。y(m)x(m)33QMo

平均功率

瞬时功率

功率的单位

（瓦特）二、功率

讨论：N一定的机器，，故很多机器都有变速箱装置。一动能（状态量）二质点的动能定理B**A

动能定理

合外力对质点所作的功,等于质点动能的增量.

功和动能都与

参考系有关；动能定理仅适用于惯性系.注意对微过程例1：一个质量15g的子弹，以200米/秒的速度射入一固定的木板内，如阻力与射入木板的深度成正比，即且求子弹射入木板的深度。已知：m=15g求：=？解1）：以m为研究对象，建立坐标系ox，设射入深度为OXm由动能定理：OXm解2）用牛顿定律解两边积分：OXmOXm例2：在光滑的桌面上有一固定的圆环，初速度为的小球与环间的摩擦系数为，求运动一周后小球的速率。解：提供向心力1）

万有引力作功以

为参考系，的位置矢量为.一万有引力、重力、弹性力作功的特点对

的万有引力为由点移动到点时作功为AB2）

重力作功3）

弹性力作功保守力重力功弹力功引力功

保守力:力所作的功与路径无关，仅决定于相互作用质点的始末相对位置.非保守力:力所作的功与路径有关.（例如摩擦力）

物体沿闭合路径运动一周时,

保守力对它所作的功等于零.二势能

势能与物体间相互作用及相对位置有关的能量.

保守力的功弹性势能引力势能重力势能弹力功引力功重力功

势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关.

势能是状态函数

势能是属于系统的.讨论

势能的差值具有绝对性，势能差值与势能零点的选取无关.例如规定则a点的势能

三势能曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线

质点系动能定理

内力可以改变质点系的动能注意内力功外力功

对质点系，有

对第个质点，有四功能原理机械能质点系动能定理

质点系的功能原理质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和.

①定理表明：功是能量变化的量度------功的真正内函。②定理适应用于惯性系中任何机械过程。一般用于解决涉及到位置与速度相关的问题往往更方便。当时，有

功能原理五机械能守恒定律

机械能守恒定律只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变.

守恒定律的意义

不究过程细节而能对系统的状态下结论，这是各个守恒定律的特点和优点.例1一条均匀链条，质量为m，总长，m成直线状放在桌上，设桌面与链条之间的磨擦系数为

。现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑，试计算链条刚巧全部离开桌面时的速率。已知：求：解：1）利用动能定理以链条为研究对象求重力的功：xYxY求重力的功：求摩擦力的功：xY代入动能定理：xY以链条和地球为研究对象：由功能原理：以台面为势能零点xY例2：用轻弹簧把质量为m1m2的两块板连起来，一起放在地面上。设m1<m2，问：（1）对上面的木板需施多大的力F，以使在F突然撤去，而上面的木板上跳时，恰使下面的木板提离地面。（2