《机械能动量精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械能动量精选文档.ppt（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械能动量本讲稿第一页，共三十页功功定义：一个物体受力的作用，并且在定义：一个物体受力的作用，并且在力的方向上力的方向上发生位发生位 移，就叫做力对物体做了功移，就叫做力对物体做了功必要因素：作用在物体上的力必要因素：作用在物体上的力 在力的方向上发生的位移在力的方向上发生的位移判断：判断：用力推讲台，讲台未动，推力是否做功用力推讲台，讲台未动，推力是否做功用力踢出足球，球飞出用力踢出足球，球飞出2020米，离开脚后脚最足球是否做功米，离开脚后脚最足球是否做功水平桌面上用手推一物体向前运动，物体的重力是否做功水平桌面上用手推一物体向前运动，物体的重力是否做功手上提一铁桶登楼梯，手对铁桶是否做功
2、手上提一铁桶登楼梯，手对铁桶是否做功本讲稿第二页，共三十页用的力拉一物体在水平面上做匀速直线用的力拉一物体在水平面上做匀速直线运动，的方向与水平面夹角为运动，的方向与水平面夹角为，则拉力，则拉力做功多少？做功多少？计算公式：计算公式：W=FS cosW=FS cos为为F F与与S S间的夹角间的夹角y yFxFx本讲稿第三页，共三十页用的力拉一物体在水平面上做匀速直线用的力拉一物体在水平面上做匀速直线运动，的方向与水平面夹角为运动，的方向与水平面夹角为,物体的质物体的质量为量为10kg求：求：（1）物体的重力做功）物体的重力做功（2）支持力做功）支持力做功（3）摩擦力做功）摩擦力做功（4）物
3、体合外力做功）物体合外力做功 3737本讲稿第四页，共三十页功是标量，合外力做的总功等于各分力做功的功是标量，合外力做的总功等于各分力做功的代数和代数和，正，正负负不表示大小和方向不表示大小和方向当当0 0 9090，力，力F F对物体做正功，物体获得能量，对物体做正功，物体获得能量，当当 9090，力对物体不做功，当，力对物体不做功，当9090180180力力F F对物对物体做负功，也可以说物体克服力做功，物体损失能量体做负功，也可以说物体克服力做功，物体损失能量本讲稿第五页，共三十页复习：复习：判断判断摩擦力一定对物体做负功？摩擦力一定对物体做负功？静摩擦力一定不做功？静摩擦力一定不做功？
4、作用力若做正功，则反作用力做负功？作用力若做正功，则反作用力做负功？物体在两个垂直的力作用下运动，若物体在两个垂直的力作用下运动，若对物体做功对物体做功，物体克服，物体克服做功做功J J，则两个力的合力做功多少？，则两个力的合力做功多少？本讲稿第六页，共三十页起重机用竖直向上的恒力起重机用竖直向上的恒力F使质量为使质量为1000kg的货物的货物在在1s内由静止上升了内由静止上升了2m，则在这，则在这1s内，求：内，求：（1）重力对货物做的功）重力对货物做的功（2）F对货物做的功对货物做的功（3）合外力对物体做的功）合外力对物体做的功本讲稿第七页，共三十页物体质量为物体质量为m m50 kg50
5、 kg，与水平地面间动摩擦因数为，与水平地面间动摩擦因数为 0.20.2，在水平力在水平力F F作用下沿水平面运动，其速度图线如图，求此过程中作用下沿水平面运动，其速度图线如图，求此过程中F F力做的功、摩擦力做的功和合外力做的功力做的功、摩擦力做的功和合外力做的功本讲稿第八页，共三十页功率功率定义：功与完成这些功所用时间的比值定义：功与完成这些功所用时间的比值P=W/t=Fv P=W/t=Fv 单位：瓦特单位：瓦特若公式中若若公式中若v v为平均速度为平均速度，则表示，则表示平均功率平均功率若若v v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P P表示瞬时功率，且速度表示瞬时功率，且速度v v与力与力F
6、F要在同一直线上要在同一直线上若不在同一直线，应用若不在同一直线，应用P=FvP=Fvcoscos ,为为F F与与v v之间之间的夹角的夹角本讲稿第九页，共三十页质量为质量为1kg1kg的物体从静止开始自由下落，求：的物体从静止开始自由下落，求：（1 1）在开始下落）在开始下落3 3秒内物体下落了多少高度秒内物体下落了多少高度（2 2）在这段时间内重力的平均功率）在这段时间内重力的平均功率（3 3）第）第3 3秒末物体下落的速度秒末物体下落的速度（4 4）这时重力的瞬时功率）这时重力的瞬时功率本讲稿第十页，共三十页如图所示，物体的质量为如图所示，物体的质量为m m10kg10kg，在倾角为，
7、在倾角为3737 的斜面上受到的斜面上受到一个平行于斜面的拉力一个平行于斜面的拉力F F150N150N作用，由静止开始沿斜面向上作用，由静止开始沿斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为运动，物体与斜面间的动摩擦因数为 0.50.5，求：，求：（1 1）加速度的大小）加速度的大小（2 2）前）前4 4秒拉力秒拉力F F的平均功率的平均功率（3 3）4 4秒末拉力秒末拉力F F的瞬时功率的瞬时功率本讲稿第十一页，共三十页动能和重力势能动能和重力势能动能：物体由于动能：物体由于运动运动而具有的能量而具有的能量,它是标量它是标量符号：符号：E Ek k 单位：焦（单位：焦（J J）计算公式：计算公
8、式：E Ek k=mv=mv2 2重力定义：物体由于重力定义：物体由于被举高被举高而具有的能量，它是标量而具有的能量，它是标量符号：符号：E Ep p 单位：焦（单位：焦（J J）计算公式：计算公式：E Ep=p=mghmgh特点特点:（1 1）重力势能与重力势能与零势能面零势能面选取有关，一般选取有关，一般选取地面选取地面为零势能面为零势能面（2 2）重力势能的正负只表示和零势能面的大小关系）重力势能的正负只表示和零势能面的大小关系（3 3）重力做正功，重力势能）重力做正功，重力势能一定一定减小减小 重力做正功，重力势能重力做正功，重力势能一定一定增大增大 （4 4）重力势能和路径的选取）重
9、力势能和路径的选取无关无关弹性势能：发生弹性形变的物体，因它内部各部分相对位置发生弹性势能：发生弹性形变的物体，因它内部各部分相对位置发生 变化而具有的能量变化而具有的能量本讲稿第十二页，共三十页质量为质量为m m的小球分别从倾角为的小球分别从倾角为3030度和度和4545度的斜面顶度的斜面顶端下滑，已知斜面的高为端下滑，已知斜面的高为h h，长度为，长度为L L，求：，求：（1 1）两次下滑过程中重力的功分别为多少？）两次下滑过程中重力的功分别为多少？（2 2）物体的重力势能怎样变化？）物体的重力势能怎样变化？重力做功和路径无关重力做功和路径无关重力做正功，重力势能减小重力做正功，重力势能减
10、小h h本讲稿第十三页，共三十页对于一定质量的物体来说正确的是（对于一定质量的物体来说正确的是（）A A动能不变，速度一定不变动能不变，速度一定不变B B速度变化，动能一定变化速度变化，动能一定变化C C速度不变，动能可能改变速度不变，动能可能改变D D动能变化，速度一定改变动能变化，速度一定改变本讲稿第十四页，共三十页离地离地100100米的质量为米的质量为1 1千克的物体做自由落体运千克的物体做自由落体运动，以地面为零势能面，当它下落动，以地面为零势能面，当它下落2020米和下落米和下落3030米时，重力势能之比为米时，重力势能之比为_，动能之比为，动能之比为_本讲稿第十五页，共三十页动能
11、定理动能定理：合外力对物体做的总功等于物体动能的变化动能定理：合外力对物体做的总功等于物体动能的变化W=W=Ek=mvt2 mv02推导：推导：如图所示，一质量为如图所示，一质量为m m的物体，在外力的物体，在外力F F作用下沿光滑平作用下沿光滑平面通过位移面通过位移s s，且速度从，且速度从v v0 0增加到增加到v vt tF Fv vt tF Fv v0 0本讲稿第十六页，共三十页在在20m20m高处以高处以10m/s10m/s的初速度将质量为的初速度将质量为1kg1kg的小球下抛，求的小球下抛，求着地时的速度为着地时的速度为20m/s20m/s，则求：，则求：（1 1）将球抛出时，人对
12、球做的功）将球抛出时，人对球做的功（2 2）下落过程中，重力做的功）下落过程中，重力做的功（3 3）下落过程中，空气阻力做的功）下落过程中，空气阻力做的功（4 4）平均阻力大小为多少）平均阻力大小为多少汽车关闭发动机后时速为汽车关闭发动机后时速为7m/s7m/s，滑行，滑行100m100m后速度变为后速度变为5m/s5m/s，若阻力恒定，则阻力为，若阻力恒定，则阻力为_N,_N,再滑行再滑行100m100m后汽车后汽车的速度为的速度为_m/s_m/s，汽车一共能够滑行，汽车一共能够滑行_m_m本讲稿第十七页，共三十页一架质量为一架质量为6106103 3kgkg的飞机，在发动机以的飞机，在发动
13、机以2102104 4N N的推力作用下由静止开始加速，脱离跑道时的起的推力作用下由静止开始加速，脱离跑道时的起飞速度为飞速度为80 m/s80 m/s。加速过程中飞机所受的平均阻。加速过程中飞机所受的平均阻力为机重的力为机重的0.020.02倍，求倍，求（1 1）飞机刚起飞时的动能）飞机刚起飞时的动能（2 2）飞机在跑道上滑行的距离）飞机在跑道上滑行的距离本讲稿第十八页，共三十页机械能守恒定律机械能守恒定律机械能：机械能：动能，重力势能动能，重力势能和弹性势能的总称（和弹性势能的总称（E=EE=EK K+E+EP P）在做功过程中，动能，重力势能和弹性势能可以互相转化在做功过程中，动能，重力
14、势能和弹性势能可以互相转化机械能守恒定律机械能守恒定律定义：在定义：在只有重力只有重力（或弹簧的弹力或弹簧的弹力）做功的情况下，物体）做功的情况下，物体 发生重力势能与动能的相互转化，机械能的总量保发生重力势能与动能的相互转化，机械能的总量保 持不变持不变表达式；表达式；E E1 1=E=E2 2 E EK1K1+E+EP1P1=E=EK2K2+E+EP2P2 mgh mgh1 1+mv+mv1 12 2=mgh=mgh2 2+mv+mv2 22 2 本讲稿第十九页，共三十页辨析：辨析：做匀速运动的物体机械能一定守恒做匀速运动的物体机械能一定守恒外力对物体做功外力对物体做功0 0，则机械能一定
15、守恒，则机械能一定守恒不论物体受力情况如何，只有重力对物体做功，则物体机不论物体受力情况如何，只有重力对物体做功，则物体机械能一定守恒械能一定守恒下列符合机械能守恒的是（下列符合机械能守恒的是（）A A跳伞运动员在空中匀速下降跳伞运动员在空中匀速下降 B B汽车以不变的速率通过拱汽车以不变的速率通过拱C C物体沿某一光滑曲面下滑物体沿某一光滑曲面下滑 D D将一桶水由井底匀速上提将一桶水由井底匀速上提本讲稿第二十页，共三十页m=2kgm=2kg的物体从距地面的物体从距地面40m40m高自由下落，以地面为零势面，高自由下落，以地面为零势面，（1 1）则初始状态下的动能，重力势能和机械能为多少？）
16、则初始状态下的动能，重力势能和机械能为多少？（2 2）下落）下落1 1秒末时的动能，重力势和机械能能为多少？秒末时的动能，重力势和机械能能为多少？（3 3）下落）下落38m38m时的机械能为多少？时的机械能为多少？本讲稿第二十一页，共三十页如图所示，在竖直平面内质量为如图所示，在竖直平面内质量为2kg2kg的物体在高的物体在高h=1mh=1m的光的光滑弧形轨道滑弧形轨道A A点，以点，以v1=4m/sv1=4m/s沿轨道下滑，并进入水平轨道沿轨道下滑，并进入水平轨道BCBC。BC=1.8mBC=1.8m，BCBC段的动摩擦因素段的动摩擦因素=0.4=0.4。求：。求：（1 1）物体下滑到）物体
17、下滑到B B点时的速度大小点时的速度大小（2 2）计算物体通过）计算物体通过C C点时的速度点时的速度本讲稿第二十二页，共三十页一质量为一质量为m m1kg1kg的小球系于长为的小球系于长为L L0.8m0.8m的轻绳一端，绳的另一端系于离的轻绳一端，绳的另一端系于离地高为地高为H H2m2m处的处的O O点，将小球拉到点，将小球拉到A A点使绳恰水平拉直，并使小球以竖点使绳恰水平拉直，并使小球以竖直向下的初速度直向下的初速度v v0 03m/s3m/s开始运动，空气阻力不计，以地面为零势能开始运动，空气阻力不计，以地面为零势能面，重力加速度为面，重力加速度为g g10m/s10m/s2 2。
18、（1 1）求小球位于）求小球位于A A点处所具有的机械能点处所具有的机械能E E0 0；（2 2）小球经过）小球经过B B点后绳子断裂（不考虑绳子断裂时的能量损失），求点后绳子断裂（不考虑绳子断裂时的能量损失），求小球落到地面时的速度大小小球落到地面时的速度大小v vC C。本讲稿第二十三页，共三十页冲量冲量 动量动量冲量冲量I I：作用在物体上的力与作用时间的乘积：作用在物体上的力与作用时间的乘积大小：大小：I=Ft I=Ft 方向：与作用力方向：与作用力F F的方向相同的方向相同单位：单位：NsNs动量动量p p：物体质量：物体质量m m与速度与速度v v的乘积的乘积大小：大小：p=mv
19、p=mv 方向：与速度方向：与速度v v方向相同方向相同单位：单位：kgm/skgm/s本讲稿第二十四页，共三十页动量与冲量的关系：动量与冲量的关系：F F合合t=pt=p2 2-p-p1 1=mv=mv2 2-mv-mv1 1一个质量为一个质量为2kg的物体，以初速度的物体，以初速度10m/s水平水平抛出，则抛出时动量的大小为多少？抛出，则抛出时动量的大小为多少？1s末末物体的动量大小为多少？这物体的动量大小为多少？这1s内动量的变内动量的变化为多少？方向如何？这化为多少？方向如何？这1s内重力的冲量内重力的冲量大小为多少？方向如何？（大小为多少？方向如何？（g=10m/s2）本讲稿第二十五
20、页，共三十页一个质量为一个质量为0.18kg0.18kg的垒球，以的垒球，以25m/s25m/s的水平速度飞的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为大小为45m/s45m/s。设球棒与垒球的作用时间为。设球棒与垒球的作用时间为0.01s0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？，球棒对垒球的平均作用力有多大？本讲稿第二十六页，共三十页由牛顿定律导出动量守恒的表达式由牛顿定律导出动量守恒的表达式.根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律：得得得得得得mm1 1mm2 2 v v1 1 v v2 2F2mm1 1
21、F1mm2 2v v 1 1 v v 2 2本讲稿第二十七页，共三十页1、动量守恒定律的不同表达式及含义：、动量守恒定律的不同表达式及含义：m1 1 m22 m1 1 m2 2 P1+P2=02 2系统动量守恒的条件是：系统动量守恒的条件是：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。动量保持不变。内力：系统中各物体之间的相互作用力。内力：系统中各物体之间的相互作用力。外力外力:外部其它物体对系统的作用力。外部其它物体对系统的作用力。动量守恒定律动量守恒定律本讲稿第二十八页，共三十页 一个中子以一个中子以2.0 107m/s
22、的速度撞到一个静止的原子核的速度撞到一个静止的原子核上，已知中子以上，已知中子以1.7 107m/s的速度被反弹回来，那个原子核的速度被反弹回来，那个原子核以以3.1 107m/s的速度向前运动，求原子核的质量是中子质量的速度向前运动，求原子核的质量是中子质量倍数倍数。v vmmMMv v V V系统动量守恒，取系统动量守恒，取系统动量守恒，取系统动量守恒，取v v的方向为正方的方向为正方的方向为正方的方向为正方向：向：向：向：原子核的质量数为原子核的质量数为原子核的质量数为原子核的质量数为1212。本讲稿第二十九页，共三十页只有重力做功：机械能守恒定律只有重力做功：机械能守恒定律除重力外有其他力做功：动能定理除重力外有其他力做功：动能定理有碰撞：动量守恒定律有碰撞：动量守恒定律本讲稿第三十页，共三十页