大学物理学习指导(第4章)

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1、山并、理工大学备课紙年月0^@章能量守恒定,基本要求1，掌握功的概念。能熟练地计算直线运动情况下变力的功。掌握保守力做功的特点及势能的概念、会计算势能。4^1.掌握机械能守恒定律及适用条件，学会运用守恒定律分析问题的方法。能分析简单系统在平面内运动的力学问躧^一一—.一、基本概念和主要内容1.功的概念、4^乂功的定义是:"力对质点所做的功点位移方向的分量与位移大小的乘积。"按此定义,变力所做的功为^二必须明确：（纟）力和位移都是矢量，而功是标量(^)合力的功等于各分力做功的代数和'尸，01「二、1^1十^^2十⋯十^，^！"^

2、^1^^1^2，广十十义，01厂^1十^2十⋯十人錄！.能量如果我们讨论的系统内，有质点」:也有刚体,]51』系统,量的形式有(工）机械能系统的动能和势能统称机械能。I动能二质点的动能(或刚体平动动能）刚体转动动能II势能重力势能弹性势能万有引力势能2「一势能是由于相互作用的物体相对位置或形状发生变化而产生的，所以势能是属于物体系统的。势能是位置的函数。势能的大小是相对于零势能而言的。对于万―山系理工大學备课紙年月日有引力势能，选取两物体相距无穷远处引力势能为零。对于弹性势能，选取弹簧在无形变处的弹性势能为零。如果我们选定某一

3、位置为系统的零势能,那么在其他位置上，系统势能等于从该位置移动到零势能处时保守力所做的功。'(^)非机械倉^生物能、核能、化学能等其他形式的能量称力非机械能。3，能量守恒定律孤立系统的各种形式能量总和保持不变。4^机械能守恒定律系统中只有保守内力做功，而无其他力做功，系统的机械能保持不变。5：^&十五，：恒量一一一~、思考题&I4-1质量为101^8的物体，在变力7作用下、?^工轴做直线运动，力随坐标的变化如图。物体在X^0处，速度为1111^8—1，则^体运动到X^16111处，速度大小是多少？、答X从0到4111处，力7做

4、功4^1(^x4^400X从4111到8111处，力7做功八2^(-2.5:1：十20)^1工二201思考题4-1图X从8111到1201处，力7做功^3二0；？：从12111到16X11处，力！^做功^4^广！^^！工^["(-2，5工十30^^！^^-20】」12」12所以物体从0运动到^16X11处，7做功4^^1十^2十^3十^4^401，根据动能定理有^^4-2某人逆水划船,使船相对于岸不动，人是否做功?停止划船,使船顺流而下，流水对船是否做功?分别用地面和流水作为参考系讨论，并比较其结果？答如果选地面为参考系，人

5、逆水划船使船相对于岸不动，即无位移，所以人不做功。停止划船,船顺流而下，因为相对于岸船有位移，所以流水对船做功。如果选流水作为参考系，人逆水划船，虽相对于岸不动但相对于流水船有位移，人做功。人停止划船，船顺流而下相对于流水船无位移，流水对船不做功。17^1:^4-3宇宙飞船关闭发动机返回地球的过程，可以认为是仅在地球万有引力作用下运动，若用饥表示飞船质量，^表示地球质量，0表示引力常数，则飞船从距地球中心「1处下降到匸2处^过程中，动能的增量为多少？國鲁第页山#、理工大学备课紙年月日答引力^^(；，做功广1厂2根据动能定理有^

6、1^2即厶丑！^^：—(^]^^(丄――)厂1厂2^51，4-4把质量为饥的重物，挂在一上端固定的弹簧下方，以手承托重物，使它缓缓下降，下至弹簧伸长为X时静止。问重力、弹性力、人手及合力各做了多少功？答重力做功//^《工，弹性力做功-^；^2；人手做功为1-(？/!^-々工)(！工二一(考工-7&〕合力做功为1'；,呵工-~2^^-、，工-》二0'&"？4-5—劲度系数为的弹簧振子,一端固定，并置于水平面上，弹簧的伸长量为7，^,:阌所示。若选距弹簧原长时自由端0点的距离为//^的点为弹性势能的零？参考点、，I，侧弹性势能为多

7、少，？111/101/2思考题4-5图答弹性势能为―告"二音"2。、"^4-6判断下列说法是否正确：〈1^作用力的功恒等于反作用力的功；了2丁若菓万―对物体本1功，则对物体―的运动状态不产生影响。答错(作用力和反作用力位移不一定相同）：(？)错(物体做匀速圆周运动向心力不做功，物体的速度变化)。^^3^4-7在匀速水平运行的车厢内悬吊一个单摆。相对于车厢参考系,摆球的机械能是否保持不变?相对于地面参考系，摆球的机械能是否也保持不变？答两种情况下机械能都保持不变。13-3》4-8判断以下各系统的机械能是否守恒？山系理工大学备课紙

8、年月日一―(！)—―皿》使物体匀速上升，以物体和地球为系统；(^)子弹水平射人放在光滑水平面上的木块,以子弹和木块为系统；(^)单摆的自由摆动，不计空气阻力，以单摆和地球为系统；(^)物体的自由下落和上抛，空气阻力不能忽略，以物体和地球为系统。答（工）机械能不守恒；(？)机械