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1、第三章动量守恒定律与能量守恒定律第1页，共56页，编辑于2022年，星期二3.1 质点和质点系的动量定理第2页，共56页，编辑于2022年，星期二第3页，共56页，编辑于2022年，星期二第4页，共56页，编辑于2022年，星期二第5页，共56页，编辑于2022年，星期二第6页，共56页，编辑于2022年，星期二第7页，共56页，编辑于2022年，星期二第8页，共56页，编辑于2022年，星期二3.2 动量守恒定律第9页，共56页，编辑于2022年，星期二第10页，共56页，编辑于2022年，星期二第11页，共56页，编辑于2022年，星期二第12页，共56页，编辑于2022年，星期二第13页
2、，共56页，编辑于2022年，星期二1.恒力对沿直线运动物体作功3.4 动能定理一、功-力对物体的空间积累作用2.变力对沿曲线运动物体作功第14页，共56页，编辑于2022年，星期二分量式：第15页，共56页，编辑于2022年，星期二例（圆周运动f 的功第16页，共56页，编辑于2022年，星期二3.合力的功3.合力的功代数和4.功率第17页，共56页，编辑于2022年，星期二二动能和动能定理第18页，共56页，编辑于2022年，星期二第19页，共56页，编辑于2022年，星期二第20页，共56页，编辑于2022年，星期二讨论概念迁移课堂作业第21页，共56页，编辑于2022年，星期二初末3.
3、5 保守力与非保守力 势能第22页，共56页，编辑于2022年，星期二初末第23页，共56页，编辑于2022年，星期二初末第24页，共56页，编辑于2022年，星期二第25页，共56页，编辑于2022年，星期二第26页，共56页，编辑于2022年，星期二第27页，共56页，编辑于2022年，星期二3.6&3.8 功能原理 机械能守恒定律 能量守恒定律 机械能机械能质点系动能定理质点系动能定理 非保守非保守力的功力的功 质点系的功能原理质点系的功能原理 质点系机械能的增量等于质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和外力和非保守内力作功之和.第28页，共56页，编辑于2022年，星期二比较第
4、29页，共56页，编辑于2022年，星期二第30页，共56页，编辑于2022年，星期二第31页，共56页，编辑于2022年，星期二第32页，共56页，编辑于2022年，星期二第33页，共56页，编辑于2022年，星期二第34页，共56页，编辑于2022年，星期二第35页，共56页，编辑于2022年，星期二第36页，共56页，编辑于2022年，星期二第37页，共56页，编辑于2022年，星期二第38页，共56页，编辑于2022年，星期二解：当物体向右离开平衡位置x远时，水平方向物体受三个力，1.外力F，方向向右，2弹力kx，方向向左；3摩擦力 mg，方向向左.由牛顿定律列方程，得：上式也可由功能
5、原理得出。物体最远处，v=0,得：第39页，共56页，编辑于2022年，星期二解：设碰撞后两球速度解：设碰撞后两球速度由动量守恒由动量守恒两边平方两边平方由机械能守恒（势能无变化）由机械能守恒（势能无变化）两球速度总互相垂直两球速度总互相垂直例：在平面两相同的球做完全弹性碰撞，其中一球开始时例：在平面两相同的球做完全弹性碰撞，其中一球开始时 处于静止状态，另一球速度处于静止状态，另一球速度 v。求证：碰撞后两球速度总互相垂直。求证：碰撞后两球速度总互相垂直。第40页，共56页，编辑于2022年，星期二宇宙速度宇宙速度 牛顿的自然哲学的数学原理插图，抛体牛顿的自然哲学的数学原理插图，抛体的运动轨
6、迹取决于抛体的初速度的运动轨迹取决于抛体的初速度第41页，共56页，编辑于2022年，星期二设设 地球质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 .解解 取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统，系统的机械能系统的机械能 E 守恒守恒.1）人造地球卫星人造地球卫星 第一宇宙速度第一宇宙速度 第一宇宙速度第一宇宙速度 ，是在地面上发射人造地球卫星，是在地面上发射人造地球卫星所需的最小速度所需的最小速度.第42页，共56页，编辑于2022年，星期二解得解得由牛顿第二定律和万有引力定律得由牛顿第二定律和万有引力定律得第43页，共56页，编辑于2022年，星期二地球表面附近地球表面附近故故计
7、算得计算得第一宇宙速度第一宇宙速度第44页，共56页，编辑于2022年，星期二我国我国1977年发射升空的东方红三号通信卫星年发射升空的东方红三号通信卫星第45页，共56页，编辑于2022年，星期二2）人造行星人造行星 第二宇宙速度第二宇宙速度设设 地球质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 .第二宇宙速度第二宇宙速度 ，是，是抛体脱离地球引力所需抛体脱离地球引力所需的最小发射速度的最小发射速度.取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统 系统机械能系统机械能 守恒守恒.当当若此时若此时则则第46页，共56页，编辑于2022年，星期二第二宇宙速度第二宇宙速度计算得计算得第47页，共
8、56页，编辑于2022年，星期二3）飞出太阳系飞出太阳系 第三宇宙速度第三宇宙速度 第三宇宙速度第三宇宙速度 ，是，是抛体脱离太阳引力所需的最抛体脱离太阳引力所需的最小发射速度小发射速度.设设 地球质量地球质量 ,抛体质量抛体质量 ,地球半径地球半径 ,太阳质量太阳质量 ,抛体与太阳相距抛体与太阳相距 .第48页，共56页，编辑于2022年，星期二取地球为参考系取地球为参考系,由机械能由机械能守恒得守恒得 取抛体和地球为一系统取抛体和地球为一系统，抛体抛体首先要首先要脱离脱离地球引力的束缚地球引力的束缚,其相对于地球的速率为其相对于地球的速率为 .取太阳为参考系取太阳为参考系 ,抛体抛体相对于
9、太阳的速度相对于太阳的速度为为 ，地球相对于地球相对于太阳的速度太阳的速度则则如如 与与 同向同向,有有第49页，共56页，编辑于2022年，星期二要要脱离太阳引力，机械能至少为零脱离太阳引力，机械能至少为零则则由于由于 与与 同向同向,则抛体与太阳的距离则抛体与太阳的距离 即为地球轨道半径即为地球轨道半径 设地球绕太阳轨道近似为一圆，设地球绕太阳轨道近似为一圆，则则第50页，共56页，编辑于2022年，星期二计算得计算得第三宇宙速度第三宇宙速度取地球为参照系取地球为参照系计算得计算得第51页，共56页，编辑于2022年，星期二抛抛 体体 的的 轨轨 迹迹 与与 能能 量量 的的 关关 系系
10、椭椭 圆圆(包括圆包括圆)抛物线抛物线 双曲线双曲线第52页，共56页，编辑于2022年，星期二 亥姆霍兹亥姆霍兹 （18211894），德国物理学家和生理），德国物理学家和生理学家学家.于于1874年发表了论力年发表了论力（现称能量）守恒的演讲，（现称能量）守恒的演讲，首先系统地以数学方式阐述了首先系统地以数学方式阐述了自然界各种运动形式之间都遵自然界各种运动形式之间都遵守能量守恒这条规律守能量守恒这条规律.所以说所以说亥姆霍兹是能量守恒定律的创亥姆霍兹是能量守恒定律的创立者之一立者之一.三、能量守恒定律第53页，共56页，编辑于2022年，星期二 对与一个与自然界对与一个与自然界无无任何联
11、系的系统来说任何联系的系统来说,系统系统内各种形式的能量是内各种形式的能量是可以可以相互转换的，但是不论如何相互转换的，但是不论如何转换，能量既转换，能量既不能产生不能产生，也不能消灭，这一结论叫做，也不能消灭，这一结论叫做能量守恒定律能量守恒定律.1）生产斗争和科学实验的经验总结；生产斗争和科学实验的经验总结；2）能量是系统能量是系统状态状态的函数；的函数；3）系统能量不变系统能量不变,但各种能量形式可以互相但各种能量形式可以互相转化转化；4）能量的变化常用功来量度能量的变化常用功来量度.第54页，共56页，编辑于2022年，星期二下列各物理量中，与参照系有关的物理量下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？是哪些？（不考虑相对论效应）（不考虑相对论效应）1）质量质量 2）动量动量 3）冲量冲量 4）动能动能 5）势能势能 6）功功答：答：动量、动能、功动量、动能、功.讨讨 论论第55页，共56页，编辑于2022年，星期二第56页，共56页，编辑于2022年，星期二