運(yùn)動(dòng)的守恒定律之基本內(nèi)容

運(yùn)動(dòng)的守恒定律之基本內(nèi)容第1頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第三章運(yùn)動(dòng)的守恒定律基本內(nèi)容{范例3.2}物體從半圓上無(wú)摩擦滑下的角度{范例3.3}對(duì)心完全彈性碰撞的速度{范例3.4}對(duì)心非彈性碰撞的速度和損失的機(jī)械能{范例3.1}保守力的勢(shì)能和力第2頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日{(diào)范例3.7}二維完全非彈性碰撞的速度和損失的機(jī)械能{范例3.9}火箭發(fā)射的高度，速度和加速度{范例3.10}我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的橢圓軌道和周期(動(dòng)畫(huà)){范例3.6}中子與原子核做完全彈性碰撞后損失的動(dòng)能*{范例3.11}宇宙速度和衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡{范例3.5}懸掛小球與懸掛蹄狀物完全非彈性碰撞的張角第3頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日基本內(nèi)容1．動(dòng)量和沖量1)恒力的沖量：I=F(t2–t1)。1)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理：在一段時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)所受的合外力的沖量等于這段時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的增量(1)動(dòng)量：質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與速度的乘積p=mv。(2)沖量：力與力作用的時(shí)間的乘積。2)變力的沖量：(3)動(dòng)量定理2)質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理：對(duì)于由n個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的力學(xué)系統(tǒng)，合外力的沖量等于系統(tǒng)動(dòng)量的增量平均沖力：力的時(shí)間積累效應(yīng)就是使質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量發(fā)生改變。(4)動(dòng)量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)所受的合外力為零時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒第4頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2．碰撞(1)完全彈性碰撞：兩物體碰撞前后動(dòng)量和能量守恒的碰撞。質(zhì)量為m1和m2的兩物體，碰撞前的速度分別為v10和v20，碰撞后的速度為(2)完全非彈性碰撞：碰撞后兩物體具有共同速度的碰撞。碰撞后的速度矢量為系統(tǒng)動(dòng)能的增量為如果速度方向在碰撞前后都在一條直線上，則稱為對(duì)心完全彈性碰撞。(3)非完全彈性碰撞：碰撞后兩物體分開(kāi)，動(dòng)量守恒而動(dòng)能不守恒的碰撞?；謴?fù)系數(shù)為碰撞后的速度為系統(tǒng)動(dòng)能的增量(損失的動(dòng)能)為第5頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日3．火箭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(2)火箭在地球表面豎直向上發(fā)射的速度為α是燃料燃燒的速度。(1)火箭在無(wú)外力作用的自由空間的速度為u是氣體的速率，v0是火箭的初速度，M0是火箭的初始質(zhì)量，M是火箭運(yùn)動(dòng)中的質(zhì)量。第6頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日4．功和能2)變力的功：(2)動(dòng)能定理：一力學(xué)系統(tǒng)所有外力做的功與所有內(nèi)力做的功的代數(shù)和等于系統(tǒng)總動(dòng)能T的增量(1)功：力與力方向位移的乘積。1)恒力的功：A=F·s。力的空間積累效應(yīng)就是使物體或物體系的動(dòng)能發(fā)生改變。(3)保守力：力F所做的功只與物體的始末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)這種力稱為保守力。重力、彈力、引力和靜電力等等都是保守力。沒(méi)有這種性質(zhì)的力，如摩擦力和磁力等稱為非保守力或耗散力。第7頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日(4)勢(shì)能：作用在物體上的保守力使物體從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，保守力所做的功等于a、b兩點(diǎn)物體勢(shì)能V的改變：1)重力勢(shì)能：V=mgh。2)彈性勢(shì)能：a點(diǎn)勢(shì)能的計(jì)算式為：3)引力勢(shì)能：(5)功能原理：系統(tǒng)外力的功與系統(tǒng)內(nèi)非保守內(nèi)力的功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能E的增量A外+A內(nèi)非=E2-E1

。(6)機(jī)械能守恒定律：當(dāng)A外+A內(nèi)非=0或者系統(tǒng)只有保守力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒E=C(恒量)。第8頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日5．角動(dòng)量和力矩(2)力矩：力F對(duì)參考點(diǎn)的力矩定義為矢徑r與力F的矢量積M=r×F。(3)角動(dòng)量定理：質(zhì)點(diǎn)對(duì)某參考點(diǎn)的角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率等于質(zhì)點(diǎn)所受的合外力對(duì)同一參考點(diǎn)的合力矩。(1)角動(dòng)量：質(zhì)點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的角動(dòng)量定義為矢徑r與動(dòng)量mv的矢量積L=r×mv。1)角動(dòng)量定理的微分形式：2)角動(dòng)量定理的積分形式：(4)角動(dòng)量守恒定律：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系對(duì)某參考點(diǎn)所受的合外力矩等于零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系對(duì)同一參考點(diǎn)的角動(dòng)量守恒L=C(常矢量)。第9頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日6．有心力和宇宙速度1)開(kāi)普勒第一定律：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2)開(kāi)普勒第二定律：行星對(duì)太陽(yáng)的矢徑在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等(1)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律3)開(kāi)普勒第三定律：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它的軌道長(zhǎng)半軸的立方成正比(2)有心力：作用于運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的力作用線總是通過(guò)空間某一固定點(diǎn)的力er是徑向單位矢量。1)萬(wàn)有引力M和m是兩質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，G為萬(wàn)有引力恒量。2)靜電力Q和q是兩點(diǎn)電荷的電量，k=9×109Nm2/C2，稱為靜電力恒量。xyOC第10頁(yè)，共11頁(yè)，2023年，2月20日，星期日(3)宇宙速度當(dāng)物體在較高的圓周軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度小于第一宇宙速度，但是，物體在地球表面的速度必須大于第一宇宙速度才能運(yùn)動(dòng)到較高的軌道上去。1)第一宇宙速度：物體環(huán)繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的速度(環(huán)繞速度)2)第二宇宙速度：物體脫離地球的吸引所需要的最小速度(