大学物理(上)07动力学

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1、大学物理电子教案辽宁工程技术大学物理教研室9/20/20211一、保守力作功的特点当物体沿任一闭合路径绕行一周时，保守力作功为零。作功与路径无关，只与始末位置有关。小结9/20/20212二、势能弹性势能重力势能万有引力势能三、功能原理系统受力外力内力保守内力非保守内力四、机械能守恒定律9/20/202132-4动量动量守恒定律物理学大厦的基石三大守恒定律动量守恒定律动能转换与守恒定律角动量守恒定律9/20/202143.牛顿第二定律的动量表示一、动量1.质点动量大小：方向：与方向一致2.质点系动量m不变m变描述物体运动量大小的物理量

2、4.单位9/20/20215二、冲量1.恒力的冲量与方向一致2.变力的冲量变力恒力大小：方向：（1）任取时间元dt：（2）计算元冲量：（3）计算总冲量：视为恒力描述力对时间累积作用的物理量9/20/20216（2）求冲量分量（3）求合冲量3.用分量式求冲量步骤（1）建坐标大小：方向：4.单位9/20/202171.表达式三、质点的动量定理质点所受合外力的冲量等于质点动量的增量。质点在dt时间内所受合外力的冲量等于质点动量的微分。微分形式9/20/20218（2）矢量图示法2.计算质点合外力冲量、动量增量的方法（1）解析法冲量大小:冲量

3、方向:动量增量的方向9/20/20219力的作用过程简单用牛顿第二定律解决复杂用动量定理解决（冲击、碰撞、爆炸）作用时间极短，变化极快，则定义为冲力(平均冲力）。3.冲力动量定理在打击或碰撞问题中用来求平均力。打击或碰撞，力的方向保持不变，曲线与t轴所包围的面积就是t1到t2这段时间内力的冲量的大小，根据改变动量的等效性，得到平均力。9/20/2021103.几点说明:（1）动量定理只适用于惯性系（2）利用动量定理解决碰撞、冲击问题时，冲力是时间t的函数，常常求的是平均冲力，如果平均冲力远远大于常见力，则常见力可忽略。（3）动量定理既

4、可适用于全过程，又可用于分过程第一，明确物理过程，确定研究对象第二，进行受力分析第三，建坐标，写出初动量和末动量第四，根据动量定理，列出方程、求解（4）要使动量发生一定的改变，只要求作用于物体一定的冲量在保持力的方向不变前提下用较大的力作用较短的时间用较小的力作用较长的时间物体的动量发生同样的变化9/20/202111实例例如：撑杆跳运动员从横杆跃过,如果不是海棉垫子，而是大理石板，又会如何呢？落在海棉垫子上不会摔伤，船上挂轮胎易碎物外套海绵可以看出，当物体的状态变化（ΔP）一定时，通常用增长时间的方法来减小作用力，反之成立。冲床打桩

5、机射钉枪9/20/202112四、质点系的动量定理相加推广：系统内有n个质点合外力的冲量等于系统合动量的增量9/20/202113五、动量守恒定律1.内容2.几点说明（1）动量守恒是有条件的（2）动量是矢量，研究对象的总动量不变，是指研究对象内各个物体（质点）动量的矢量和不变，而不是指其中一个物体动量不变。（3）动量守恒定律是矢量式，解题时常用分量式9/20/202114（5）利用动量守恒定律解决问题的方法第一，确定研究对象第二，进行受力分析第三，求出合外力，根据动量守恒条件，判断动量是否守恒（4）动量守恒定律只适用于惯性系第四，建坐

6、标，写出初动量和末动量第五，根据动量守恒定律，列出方程、求解9/20/202115内力成对出现，只影响系统单个质点动量，不影响系统总动量只有合外力才引起质点系统总动量的变化。例如：两队拔河，有人说甲队力气大，乙队力气小，甲队能胜?甲队乙队甲拉乙的力与乙拉甲的力是作用力与反作用力,为系统内力,不改变系统总动量。只有脚下的摩擦力才是系统外力,哪个队脚下的摩擦力大,哪队获胜。拔河应首选质量大的运动员,以增加系统外力。火箭与燃料为系统,火箭向上动量与燃料向下动量大小相等方向相反，系统总动量为0再如：火箭发射,火箭与喷射燃料之间的作用力为内力,

7、但为什么火箭的动量却改变了呢？应用9/20/202116一、完全非弹性碰撞碰前碰后损失能量转化成其他形式的能量了。碰撞的特点（1）碰撞过程中，物体间相互作用的时间极短（2）碰撞过程中，物体间相互作用力极大9/20/202117二、完全弹性碰撞碰撞前后总动能无损失碰前碰后讨论1、m2>>m1且v20=02、弹回不动正撞9/20/202118三、一般弹性碰撞（非完全弹性碰撞）碰前碰后动量守恒：该过程机械能不守恒9/20/202119例题1：XY=0篮板受平均作用力：篮球m=1kg，以v=6m/s=60o撞在篮板上，弹回时速度大小不变

8、,速度方向与篮板法线仍.为设碰撞时间t=0.01s求：篮板受到的平均作用力。解：(重力、摩擦力忽略)9/20/202120解：例2:质量m=1kg的质点，从O点开始沿半径R=2m的圆周运动，以O点为自然坐标原点，已知