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《大物習題答案第2章動量守恒定律與能量守恒定律》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第2章動量守恒定律與能量守恒定律一基本要求1理解沖量、動量等概念。掌握動量定理及動量守恒定律，能運用它們解簡單系統(tǒng)在平面內運動的力學問題。2理解功的概念，能計算變力做功的問題。3理解保守力做功的特點和勢能的概念，會計算重力、彈性力和萬有引力做的功及對應的勢能。4理解動能定理、功能原理和機械能守恒定律，掌握運用守恒定律解問題的思想和方法。二基本概念１質點的動量、沖量質點的動量定義：，為矢量，也是狀態(tài)量。質點的沖量定義：，它也是矢量，是過程量。2沖力在解決沖擊、碰撞問題時，將兩個物體在碰撞瞬間的相互作用力稱為沖力，沖力作用時間短，量值變化也很大，所
2、以很難確定每一時刻的沖力，常用平均沖力的沖量來代替變力的沖量。3內力和外力對于質點系，其內部各個質點之間的相互作用力稱為內力，質點系以外的其他物體對其中的任一質點的作用力稱為外力。4功功率（1）功力對質點所作的功為力在質點位移方向的分量與位移大小的乘積。(2)功率功隨時間的變化率,反映的是做功的快慢。5動能質量為的物體，當它具有速度時，定義為質點在速度為時的動能，用表示。6保守力和非保守力如果力對物體做的功只與物體初、末位置有關而與物體所經(jīng)過的路徑無關，我們把具有這種特點的力稱為保守力，否則稱為非保力。保守力做功，非保守力作功。重力、彈性力、萬
3、有引力均為保守力，而摩擦力、汽車的牽引力等都是非保守力。7勢能系統(tǒng)某點的勢能等于在保守力作用下將物體從該點沿任意路徑移動到零勢能點保守力做的功，用表示。8機械能，系統(tǒng)的動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，用表示。三基本規(guī)律1質點的動量定理：作用在質點上的合外力的沖量等于質點的動量的增量。即分量形式：2質點系的動量定理 動量守恒定律（１）質點系的動量定理：作用于系統(tǒng)的合外力的沖量等于系統(tǒng)動量的增量。即（2）動量守恒定律：當質點系不受外力或所受合外力為零時，則質點系的總動量保持不變。即=0時=恒矢量3質點的動能定理合外力對質點所做的功等于質點動能的增量。即4質
4、點系的動能定理質點系各個質點的合外力功與合內力功之和等于系統(tǒng)動能的增量。即5功能原理合外力和非保守內力對系統(tǒng)所做的功等于系統(tǒng)機械能的增量。即6機械能守恒定律當作用于質點系的外力和非保守內力不做功或所做功的代數(shù)和為零時，質點系的機械能保持不變。即當，有7能量守恒定律對于一個與自然界無任何聯(lián)系的系統(tǒng)來說，系統(tǒng)內各種形式的能量是可以相互轉換的，但是不論如何轉換，能量既不能產生，也不能消滅。四難點解析與問題討論１關于動量定理的應用在運用動量定理解題時，要注意以下幾點：（１）動量定理是一個矢量式，在實際應用時要注意矢量性，即方向性，所以要選擇合適的坐標軸
5、，解出質點的始、末狀態(tài)的動量，并進行投影，特別要注意動量在坐標軸上分量的正負號。（２）在進行受力解時，如果是變力，則須明確力函數(shù)的形式，做好積分。問題2.1如圖2.1所示一圓錐擺，質量為ｍ的小球在水平面內以角速度ω勻速轉動。在小球轉動一周的過程中：圖2.1（１）小球動量增量的大小等于多少？（２）小球所受重力的沖量的大小等于多少？（３）小球所受繩子拉力的沖量大小等于多少？解本題測試的是關于動量和沖量之間的概念。動量的變化：；沖量的定義：；動量定理：本題中，小球轉動一周的過程中，速度沒有變化，所以動量的變化為零，小球所受合力的沖量也為零；重力產生的
6、沖量，由于小球僅受重力和繩子拉力的作用，所以拉力產生的沖量大小等于重力產生的沖量大小，兩者的方向相反。2功與能的關系動能與速度有關，是速度的函數(shù)；勢能是位置的函數(shù)，所以無論是動能還是勢能都是物體運動狀態(tài)的函數(shù)。功是與物體在外力作用下位置移動的過程相聯(lián)系的，所以功是過程量。動能定理表達了力對物體的做功過程和對應的初、末兩個狀態(tài)動能增量之間的聯(lián)系。功能原理表明合外力和非保守內力對系統(tǒng)所做的功等于系統(tǒng)機械能的增量。在物體的實際運動過程中，如果要直接求某個未知的變化的力作的功是很困難的，此時借助動能定理或是功能原理就能很輕易地求得。問題2.2一質量為的
7、機車，牽引著質量為的車廂在平直的軌道上勻速前進。忽然車廂與機車脫鉤，等司機發(fā)覺時立即關閉油門，此時機車已行駛了一段距離。求機車與車廂都停止時相距多遠？設阻力與車重成正比，脫鉤前后機車的牽引力不變。解這是一個過程比較復雜的力學問題，如果用牛頓定律求解的話，運算過程恨繁瑣，用動能定理求解則簡單很多。脫鉤發(fā)覺圖2.2根據(jù)題意作示意圖，如圖2.2所示。脫鉤前發(fā)覺前發(fā)覺后圖2.3將機車和車廂均看作質點，對機車和車廂脫鉤前，發(fā)覺脫鉤前后做受力解，如圖2.3所示。機車和車廂脫鉤前勻速前進，設機車和車廂與軌道的摩擦系數(shù)為，所受合外力為零，以向右為正，則有得（1
8、）以機車為研究對象，在司機發(fā)覺脫鉤前，機車所受合外力為，發(fā)覺后所受外力為，故全過程中合外力對機車所做的功為（2）設機車和車廂脫鉤前勻速前進的速度為，機
