动量和能量下.ppt
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1、动量和能量(下),1、动量 2、机械能 3两个定理 4两个定律 5、功和能的关系 a. 重力做功 b. 弹力做功 c. 动能定理 d. 机械能守恒定律 e. 功能原理 f. 静摩擦力做功的特点 g. 滑动摩擦力做功的特点 h. 一对作用力与反作用力做功的特点 6动能定理与能量守恒定律关系 例1 例2 例3 例4 例5 练习 2001年高考 2000年高考22 2001年春季北京 例6,3两个“定理” (1)动量定理: F合t=p 矢量式 (力F在时间t上积累,影响物体的动量p) (2)动能定理: F合S=EK 标量式 (力F在空间S上积累,影响物体的动能Ek),动量定理与动能定理一样,都是以单
2、个物体为研究对象但所描述的物理内容差别极大动量定理数学表达式:F合t=p,是描述力的时间积累作用效果使动量变化;该式是矢量式,即在冲量方向上产生动量的变化动能定理数学表达式:F合S=EK,是描述力的空间积累作用效果使动能变化;该式是标量式。,4两个“定律”,(1)动量守恒定律: 适用条件系统不受外力或所受外力之和为零 公式:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 或 p=p ,(2)机械能守恒定律: 适用条件只有重力(或弹簧的弹力)做功 公式:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 或 Ep= Ek,5、功和能的关系,做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量
3、度,a. 重力做功与重力势能增量的关系,重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值 即WG = EP1 EP2 = EP,b. 弹力做功与弹性势能增量的关系,弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值 即W弹力= EP1EP2 = EP,c. 动能定理,合外力对物体做的功等于物体动能的增量即,d. 机械能守恒定律,在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内,动能和势能可以互相转化,但机械能的总量保持不变即 EK2 + EP2 = EK1 + EP1, 或 EK = -EP,e. 功能原理,除重力和
4、弹簧的弹力外,其他力对物体做的功等于物体机械能的增量即 WF = E2E1 = E,f. 静摩擦力做功的特点,(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;,(2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用;,(3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零,g. 滑动摩擦力做功的特点,(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;,(2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功,其大小为 W= f S相对 (S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为
5、相对运动的路程),(3)在滑动摩擦力对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能,其大小为 Q= fS相对,h. 一对作用力与反作用力做功的特点,(1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;作用力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此,(2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零,6动能定理与能量守恒定律关系理解“摩擦热”(Q=fS),设质量为m2的板在光滑水平面上以速度2运动,质量为m1的物块以速度1在板上同向运动,且12,它们之间相互作用的滑动摩擦力大小为f,经过一段时间,物块的位移为S1,板的位移S2,此时两物体的速度变为
6、1 和 2 由动能定理得,-f S1=m112/2m112/2 ,f S2=m222/2m222/2 ,在这个过程中,通过滑动摩擦力做功,机械能不断转化为内能,即不断“生热”,,由能量守恒定律及式可得:,Q=(m112/2+m222/2) (m112/2m222/2) =f (S1S2)= fS ,由此可见,在两物体相互摩擦的过程中,损失的机械能(“生热”)等于摩擦力与相对位移的乘积。,特别要指出,在用Q= f S 计算摩擦生热时,正确理解是关键。这里分两种情况:,(1)若一个物体相对于另一个物体作单向运动,S为相对位移;,(2)若一个物体相对于另一个物体作往返运动,S为相对路程。,例1甲乙两
7、个物体,甲物体动量大小比乙大,乙物体动能比甲大,那么 A要使它们在相同的时间内停下来,应对甲施加 较大的阻力 B如果它们受到相同的阻力,到它们停下来时, 乙的位移比甲大 C甲的质量比乙大 D甲的速度比乙大,ABC,练习质量为m的小球拴在长为L的细绳一端,在竖直平面内做圆周运动,当小球通过最高点时 A它的最小动能为mgL/2 B它的最小向心加速度为g C细绳对小球的最小拉力为零 D小球所受重力为零,ABC,D,例3. 在光滑的水平面上停放着质量为m、带有弧形槽的小车,现有一质量也为m的小球以v0 的水平速度沿槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回车右端,则 ( ) A. 小球离车
8、后,对地将向右做平抛运动 B. 小球离车后,对地将做自由落体运动 C. 此过程小球对车做功为mv0 2 / 2 D. 小球沿弧形槽上升的最大高度为v0 2 / 2g,B C,例4. 电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l, ad=h,质量为m,自某一高度自由落体,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h ,如图,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦耳热等于 . (不考虑空气阻力),解: 由能量守恒定律, 线框通过磁场时减少的 重力势能转化为线框的内能,所以 Q=2mgh,2mgh,例5、如图示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v匀速运动,现将质量为m的物体轻轻地
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