第二章2动量守恒定律与能量守恒定律习题课课件.ppt

1、一、基本要求：一、基本要求：(1)掌握动量、冲量等概念和动量定理。(2)掌握功、能的概念和功能原理。掌握应用守恒定律的基本思想和方法，并能熟练应用。(4)掌握动量守恒和机械能守恒定律及其适用条件。(3)二、基本内容质点动量原理1221vmvmdtFItt1、动量vmp冲量21ttdtFI动量原理2、质点系动量原理01121iniiiniittivmvmdtF合dtpdFi合注意几个问题（2）适用于惯性系（1）注意定理、定律的矢量性 3、动量守恒定律。0iFniiivm1恒矢量（3）定理、定律适用的条件4、功、能。rdFdWW动能221mvEk功能关系。功能关系。5 5、势能：mghEp重力势能

2、质点动能定理21222121mvmvWrmmGEp引力势能221kxEp弹性势能质点系功能原理12EEWW内非外机械能守恒定律。机械能守恒定律。6 6、0内非外WW常量21EE注意几个问题（1）势能零点的选择（2）机械能守恒定律的条件三、讨论题1、图示质点 在水平面上作半径为 的匀速圆周运动，速率为 ，从 点逆时针运动到 点的半圆周内mRvABABRvjmvjmvvmvmp12（1 1）小球的动量变化）小球的动量变化jmvjmv2(a)0(b)(c)(d)jmv2ABvvxyijo答案：(d)jmvp2（2 2）向心力的平均值多大和方向）向心力的平均值多大和方向(a)0(b)(c)(d)Rvm

3、2Rmv22Rmv2jvRmvtptdtFFtt221jRmvF22答案：(d)2.在下列几种情况中，机械能守恒的系统是：在下列几种情况中，机械能守恒的系统是：(1)当物体在空气中下落在空气中下落时，以物体和地球为系统；(2)当地球表面物体匀速上升匀速上升时，以物体和地球为系统（不计空气阻力）；(3)子弹水平地射入放在光滑水平桌面光滑水平桌面上的木块内，以子弹与木块为系统；(4)当一小球沿光滑的固定斜面光滑的固定斜面向下滑动时，以小球和地球为系统。分析：分析：(1)当物体在空气中下落时，有空气阻力的作用，此力是物体和地球系统的外力，它对物体要做负功，所以系统的机械能不守恒系统的机械能不守恒。(

4、2)当物体匀速上升时，一定受到竖直向上与物体所受重力相等的力，此力是物体和地球系统的外力，由于它做正功，所以系统的机械能不守恒系统的机械能不守恒。(3)当子弹射入木块时，两者之间的摩擦力要做功。对于子弹、木块系统，摩擦力的功是非保守内力的功，所以系统的机械能不守恒系统的机械能不守恒。(4)当小球沿光滑的固定斜面下滑时，对小球和地球系统，斜面的支持力为外力，但它与小球的位移垂直故不做功，而系统仅有保守内力（重力）作用，所以系统的机械能守恒系统的机械能守恒。目的：明确机械能守恒定律的守恒条件。目的：明确机械能守恒定律的守恒条件。分析：受力如图MFMgNFmmgNF系统内力 -不作功F系统内力：和

5、为保守力gmgM系统内力：和 是否作功？NFNF取 为参考系，不作功不作功MMm3、图示 沿着 下滑过程，若不计摩擦力，取 和地球为系统，问系统机械能是否守恒mMM,m四、计算题例解：1、力 作用在质量为 的物体上，使物体由原点从静止开始运动，试求（1）头3秒内该力的冲量（2）3秒末物体的速度i tF12kgm2（1）由冲量定义iitdtdtFI541230sN（2）由质点动量定理vmvmvmI0imIv271sm讨论：（1）按题意 为变力，计算力的冲量用积分算出F（2）计算3秒末速度，利用了牛顿第二定律积分形式，即动量定理计算，比用牛顿第二定律求出 ，再由 求出 的方法简便得多（为什么？）（

6、为什么？）adtvdav2、质量为 的直角三角形木块，倾角为 ，有一质量为 的物体从木块顶端离地面高度 处，由静止沿斜面下滑。若不计所有摩擦力，Mmh求 滑到底端时木块的速度大小m解：分析 和 的运动情况mM选系统：由 ，和地球组成，以地面为参考系，则机械能守恒（为什么）（为什么）m M222121mMmvMvmgh动量守恒？动量在水平方向上守恒？（为什么）（为什么）0 xMxmvMvm0MxmMvvm的运动：m 相对地面的运动速度是由 相对 的沿斜面速度 和 相对地面速度 叠加而成。mmMrvMMvMMmmhmvMvrvoyx所以MrmvvvcosvvvrMxmcosvvvvvMrrMm22

7、22MrvcosmmMv得2sin2cosmMmMghmvM代入机械能守恒式中得mvMvrvoyx0MxmMvvm222121mMmvMvmgh讨论：讨论：(1)本题也可以用牛顿第二定律求解，但要复杂得多(2)本题求解中最易犯的两种错误一是：动量守恒定律的分析一是：动量守恒定律的分析二是：在有相对运动的情况下速度的计算二是：在有相对运动的情况下速度的计算3 3、从力学角度分析、从力学角度分析“胸口碎大石胸口碎大石”现象：将百斤重的大石头平压在仰卧地上的人的胸上，用一数公斤重的铁锤猛击石块，石块裂开，人完好无损！设大石块质量为 ，铁锤质量为 ，从 高度落下击石块，求石块所获得的能量为多大。Mmh

8、解：设铁锤击石块后与石块一起运动。则由动量守恒（为什么）（为什么）0mvvMmghv2000vMmvmMmvMm2022121mvMmMvEkJEk10则石块获得动能mh,kgm,kgM45100近似估计通常人的肋骨平均能承受 的力，如果将肋骨压下 ，肋骨就要断裂，因此欲使肋骨断裂的所需能量为N5000m.020J.E1000205000可见练功人足够安全EEk警告：没有经过训练的人，切勿去尝试，以免造成伤害！精品课件精品课件！精品课件精品课件！小结：小结：在求解力学问题时首先分析运动中有否有守恒量，因守恒定律适用范围广且计算方便（1）其次运用牛顿第二定律的一次积分形式动量定理和功能关系（2）最后运用牛顿第二定律逐步求解（3）