牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用.ppt

《牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、力學(xué)的一些基本問題和基本方法一、力的作用效應(yīng)1.力的瞬時(shí)效應(yīng)是改變物體的速度，即使物體產(chǎn)生加速度。牛頓定律：F=ma2.力的時(shí)間積累效應(yīng)是改變物體的動(dòng)量。動(dòng)量定理：I=Δp3.力的空間積累效應(yīng)是改變物體的動(dòng)能。動(dòng)能定理：W=ΔEK總之，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。例1.質(zhì)量為m的小球從高H處自由下落，最后陷入沙中h靜止。求沙對球的平均阻力F的大小。hHABCGGF⑵.用動(dòng)能定理。全過程用動(dòng)能定理最簡單。（注意變化。）解：⑴.用牛頓定律。例2.質(zhì)量相等的A、B分別受水平拉力F1、F2作用從靜止沿水平面運(yùn)動(dòng)，分別在t0、4t0時(shí)刻撤去

2、拉力。A、B的速度曲線如右，比較F1、F2對物體做的功和沖量的大小。vto2v0v0t02t03t04t05t0AB注意到A、B所受摩擦力大小相同，選取全過程用動(dòng)能定理或動(dòng)量定理，轉(zhuǎn)化為比較f的功和沖量。WF=Wf=fs∝sIF=If=ft∝t結(jié)論：WA>WB;IA

3、的條件是“只有重力（彈簧彈力）做功”。動(dòng)量守恒定律的條件是“合外力為零”。例3.如圖A、B質(zhì)量分別為m、2m，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能為E，突然撤去F后……F1F2NA離開墻前系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量不守恒；A離開墻后系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒；A離開墻后，當(dāng)vA=vB時(shí)彈簧彈性勢能最大，為E/3⑶理解守恒本質(zhì)，靈活選用表達(dá)形式。如機(jī)械能守恒可表示為也可表示為或在更廣義的范圍內(nèi)用能量守恒定律時(shí)，先確定哪些能參與了轉(zhuǎn)化？哪些能增加了，哪些能減少了？然后根據(jù)能量守恒思想，所有增加的能量的總和必然等于所有減少的能量的總和?！艵增=∑E減后兩種表達(dá)形

4、式與重力勢能參考平面的選取無關(guān)，應(yīng)用起來更加方便。例4.若質(zhì)量為m，寬d的矩形線框的下邊剛進(jìn)入同寬度的勻強(qiáng)磁場時(shí)，恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng)。求線框穿越磁場的全過程產(chǎn)生的電熱Q。ddBmv由于動(dòng)能不發(fā)生變化，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為：Ep→E電→QQ=2mgdAB例5.如圖質(zhì)量分別為4m和m的A、B用輕繩相連。固定光滑斜面的傾角θ=30°。A從靜止下滑L后繩斷裂，求B上升的最大高度。LLx繩斷前系統(tǒng)機(jī)械能守恒：繩斷后B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v2=2gxB能上升的最大高度為L+x=1.2L三、功和能的關(guān)系做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。Δ

5、EK=W外……動(dòng)能定理ΔEP=-W重……勢能定理ΔE機(jī)=W其……機(jī)械能定理Q=f?d……摩擦生熱h例6.一個(gè)質(zhì)量為m的物體以加速度a=?g勻加速下降h的過程中，其動(dòng)能增加量、重力勢能減少量和機(jī)械能變化量各是多少？mgfa由a=?g可知物體所受合外力大小為F=?mg，所受阻力大小為f=?mgΔEK=Fh=?mghΔEP=Gh=mghΔE機(jī)=fh=?mghPQ④例7.勁度為k的輕彈簧兩端分別連接質(zhì)量都是m的木塊P、Q用豎直向下的力F緩慢壓P，使系統(tǒng)靜止。撤去F后P做簡諧運(yùn)動(dòng)而Q恰好始終不離開地面。求：⑴P的振幅A。⑵P的最大加速度am

6、。⑶F壓P做的功W。x1GNx2AAGNQ①PQ②PQF③⑴x1=x2=mg/kA=2mg/k⑵am=2g⑶以該系統(tǒng)為對象，在從②→④過程中用機(jī)械能定理：F做功等于系統(tǒng)增加的重力勢能mgAWF=2m2g2/k四、二體碰撞BAv1ⅠABvⅡABv1/v2/ⅢⅠ→Ⅱp守恒；Ek向EP轉(zhuǎn)化。Ⅱ狀態(tài)A、B速度相等，彈簧壓縮量最大，系統(tǒng)EP最大，Ek最小。Ⅱ→Ⅲp守恒；EP向EK轉(zhuǎn)化。Ⅲ狀態(tài)A、B分離，彈簧恢復(fù)到原長，系統(tǒng)EP為零，Ek達(dá)到最大值。彈性碰撞：Ⅰ、Ⅲ狀態(tài)系統(tǒng)總p相等、總EK相等。完全非彈性碰撞：Ⅰ、Ⅱ總p相等、EK損失最大。例

7、8.水平光滑平行導(dǎo)軌間距為L，銅棒ab、cd長L，橫截面積之比為2∶1，已知cd質(zhì)量為m電阻為r，豎直向上的勻強(qiáng)磁場為B，ab以初速度v0向靜止的cd運(yùn)動(dòng)，并始終未接觸。求cd中產(chǎn)生的電熱Q最大值。abcdv0B相當(dāng)于二體碰撞中的完全非彈性碰撞。系統(tǒng)動(dòng)量守恒，接近過程損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，電流通過電阻做功，又將電能轉(zhuǎn)化為電熱。系統(tǒng)動(dòng)能損失(最終轉(zhuǎn)化為電熱)為其中cd上產(chǎn)生的電熱占2/3，故abcdv例9.高速運(yùn)動(dòng)的α粒子擊中原來靜止的14N形成一個(gè)復(fù)核；該復(fù)核迅速轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和另一個(gè)原子核。已知復(fù)核轉(zhuǎn)化需要吸收1.19MeV的能

8、量。那么為發(fā)生該反應(yīng)，入射的α粒子的動(dòng)能至少多大？該過程相當(dāng)于一個(gè)完全非彈性碰撞。系統(tǒng)損失的動(dòng)能恰好被復(fù)核吸收。由系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知α粒子的動(dòng)能不可能都被復(fù)核吸收。Eα=1.53MeV五、力學(xué)的一些基本方法1.靈活地選取研究對象。應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)，