普通物理学第六上册复习内容课件.ppt

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1、1. 运 动 方 程 k)t(zj)t(yi)t(x)t(rr 运 动 学 的 重 要 任 务 之 一 就 是 找 出 各 种 具 体 运 动 的 运 动方 程 。 2. 位 移 设 在 时 间 t = t 2 - t1 内 质 点 由 A点 运 动 到 B点 ， 其 位 移为 由 A点 指 向 B 点 的 矢 量 ， 称 位 移 矢 量 。 位 移 和 质 点 所 经 历 的 路 程 是 有 区 别 的 ， 位 移 矢 量 表 示质 点 位 置 的 变 化 ， 而 路 程 是 质 点 在 位 置 变 化 过 程 中 所 经历 的 移 动 轨 迹 。 第 一 章 质 点 运 动 学 xy )t

2、(r 1z A0 )t(r 2BAB)t(r)t(rrAB 12 k)zz(j)yy(i)xx( ABABAB 三 、 速 度 与 平 均 速 度 dtrdtrlimv 0t zyx vvvv vv 称 速 率 。 四 、 加 速 度 与 平 均 加 速 度dtvdtvlima t 0 )( kvjvivdtd zyx kajaia zyx zyx aaaa 1-2 圆 周 运 动 和 一 般 的 曲 线 运 动通 常 在 圆 周 运 动 的 研 究 中 ， 采 用 自 然 坐 标 。1.2.1 切 向 加 速 度 和 法 向 加 速 度 Av BvAv otene 沿 轨 迹 上 各 点 自

3、 然 坐 标 系是 不 断 地 变 化 的 。 圆 周 运 动 的 加 速 度 可 以 分 解 为 相 互 正 交 的 切 向 加 速 度 at和 法 向加 速 度 an; Av BvAv otene nntt eRvaedtdva 2; 22222 )()( Rvdtdvaaa nt oy x+ A tB t+t2 ra Raa Rv RABnt 1.2.2 圆 周 运 动 的 角 量 描 述 1.2.3 抛 体 运 动 的 矢 量 描 述 从 地 面 上 某 点 向 空 中 抛 出 一 物 体 ， 物 体 在 空 中 的 运 动 轨 迹 叫抛 体 运 动 ， 抛 体 运 动 通 常 是 一

4、 种 平 面 曲 线 运 动 ；x m ymxyOcos00 vv x sin00 vv y v0 xv0y v0 质 点 在 运 动 过 程 中加 速 度 始 终 为 ： gja 质 点 在 任 一 时 刻 的运 动 速 度 为 ： jgtvivv )sin()cos( 00 1 认 物 体 ： 选 定 一 个 物 体 作 为 研 究 对 象 ， 如 果 问 题 涉 及 几 个 物 体 ，可 就 一 个 一 个 对 象 进 行 研 究应 用 牛 顿 力 学 解 题 思 路 : 2 看 运 动 ： 分 析 所 认 定 物 体 的 运 动 状 态 ， 包 括 它 的 轨 迹 、 速 度 、和 加

5、 速 度 ；3 查 受 力 ： 找 出 需 要 研 究 的 物 体 的 受 力 情 况 ；4 列 出 方 程 ： 把 分 析 物 体 的 质 量 ， 受 力 等 用 牛 顿 运 动 定 律 表 达 出来 。5 作 讨 论 ： 通 过 分 析 讨 论 ， 巩 固 和 增 强 对 物 理 概 念 的 理 解 ， 提 高分 析 能 力 。 注 意 动 量 定 律 的 矢 量 性 ， 冲 量 的 方 向 与 动 量 改 变 量 的 方 向相 同 。 某 方 向 受 到 冲 量 ,某 方 向 的 动 量 就 改 变 。 1221 vmvmdtFI tt 外 力 对 物 体 的 冲 量 ， 等 于 物 体

6、 动 量 的 改 变 量 。质 点 的 动 量 定 理 : 三 、 质 点 系 的 动 量 定 理质 点 系 ： 由 两 个 或 两 个 以 上 的 质 点 构 成 的 系 统 。质 点 所 受 的 冲 量 : )vmvm()vmvm(dtFF ff vmvmdtfF:m vmvmdtfF:mtt tt tt 2021012021121 2112 202222122 10111121121 21 21 两 式 相 加 得 ； )vmvm()v(dtFF ff vmvmdtfFm vmvmdtfF:mtt tttt 0210120221 2112 202222122 10111121121 21

7、21 两 式 相 加 得 ； )vmvm()vmvm(dtFF ff vmvmdtfF:m vmvmdtfF:mtt tttt 202101221121 2112 202222122 10111121121 2121 两式相加得m1F1 m2F2 f12 f21内 力外 力 )vmvm()vmvm(dtFF ff vmvmdtfF:m vmvmdtfF:mtt tttt 2021012021121 2112 202222122 10111121121 2121 两 式 相 加 得质 点 系 的 动 量 定 理 ： 作 用 于 系 统 合 外 力 的 冲 量 等 于 系 统 动量 的 改 变 量

8、 。：1 ：两 式 相 加 得 : (2)内 力 仅 能 改 变 系 统 内 某 个 质 点 的 动 量 ,但 不 能 改 变 系统 的 总 动 量 。质 点 系 含 有 n个 质 点 ： )vmvm()vmvm(dtFF ff vmvmdt)F( vmvmdtfF:mtt iiniiinitt ni itt 2021012021121 2112 0111 1011112112121 21 两式相加得；注 意 : (1)作 用 于 系 统 的 合 外 力 指 系 统 内 每 一 个 质 点 所 受 外 力 的矢 量 和 ， 只 有 外 力 才 能 使 系 统 的 动 量 改 变 。 动 量 守

9、 恒 定 律 是 比 牛 顿 定 律 更 普 遍 的 最 基 本 的 定 律注意：1. 系 统 动 量 守 恒 ， 但 每 个 质 点 的 动 量 可 能 变 化 。2. 在 碰 撞 、 打 击 、 爆 炸 等 相 互 作 用 时 间 极 短 的 过 程中 ， 往 往 可 忽 略 外 力 （ 外 力 与 内 力 相 比 小 很 多 ） 。3. 定 律 中 的 速 度 应 是 对 同 一 惯 性 系 的 速 度 ， 动 量 和 应 是 同 一 时 刻 的 动 量 之 和 。5. 动 量 守 恒 定 律 在 微 观 、 高 速 范 围 仍 适 用 。4. 动 量 守 恒 定 律 只 适 用 于 惯

10、 性 系 。 例 4 水 平 光 滑 铁 轨 上 有 一 小 车 ,长 度 为 l,质 量 为 M,车 的 一 端 有一 人 质 量 为 m,人 和 车 原 来 静 止 ,现 该 人 从 车 的 一 端 走 到 另 一 端 ,问 人 和 车 各 移 动 了 多 少 距 离 ? mMmlxl mMMlx xMmMvdtMmMl vdtx,dtvl vMmMVvv vMmV0MVmv t0 t0t0 解 :设 人 速 为 v， 车 速 为 V， 人 相 对 车 的 速 度 为 v mMmlxl mMMlx xMmMvdtMmMl vdtxdtvl vMmMVvv vMmVMVmv t tt 0 0

11、0 , 0mMmlxl mMMlx xM mvdtM mMl vdtxdtvl vM mMVvv vMmVMVmv t tt 0 00 , 0 mMmlxl mM lx xMmMvdtMml vdtxdtv vMmMVvv vMmVMVmv t tt 0 00 , 0 mMMlx 人 移 动 距 离 mMmlxl 车 移 动 距 离 ml Mxv V 2-3 动 能 定 理一 、 功drF drcosFdW 称 作 元 功drF drcosFdw drcosFdrFW BABA 3. 同 时 作 用 在 质 点 上 合 力 作 的 功nF,F,F 21 n21B A nBA 2BA 1 n21

12、BABA WWWdrFdrFdrF dr)FFF(drFW nBA nBABA nBABA WWWdrFdrFdrF dr)FFF(drFW 2121 21 -力 的 空 间 积 累 效 应 n21BA 2BA 1 nBABA WrdrFdrF dr)drFW 2. 质 点 由 A B， 对 质 点 作 的 功F1. 任 一 小 位 移 元 ， 对 质 点 作 的 功rd F A BFrd 22 2121 ABvvBAAB mvmvvdvmvdt dtdvm W BA BAAB rdFW vdtrddtdvat BA t rdF BA t rdam 1. 质 点 的 动 能 定 理质 点 的

13、动 能 定 理 ： 合 外 力 对 质 点 所 做 的 功 等 于 质 点 动 能 的改 变 量 。三 、 动 能 定 理 质 点 由 A B， 合 外 力 对 质 点 作 的 功F 2vvA B vv1A BFrd 2. 质 点 系 的 动 能 定 理质 点 ： m1 m2 初 速 度 ： 2010 v v 2101211112111 2121 1111 vmvmrdfrdFm BABA ：21 F F外 力 ：内 力 ： 2112 ff 末 速 度 ： 21 v v 2202222221222 2121 2222 vmvmrdfrdFm BABA ： m1F1 m2F2 f12 f21内

14、力外 力 )vmvm()vmvm(dtFF ff vmvmdtfF:m vmvmdtfF:mtt tttt 2021012021121 2112 202222122 10111121121 2121 两 式 相 加 得 两 式 相 加 得 ： 22112211 22112211 BABABABA rdf rdfrdF rdF 外 力 的 功 之 和 内 力 的 功 之 和 =系 统 末 动 能 系 统 初 动 能注 意 ： 内 力 能 改 变 系 统 的 总 动 能 ， 不 能 改 变 系 统 的总 动 量 。 ）（ 22022101222211 vm21vm21vm21vm21 记 作 ：

15、W外 W内 Ek - Ek0质 点 系 动 能 定 理 : 所 有 外 力 对 质 点 系 做 的 功 和 内 力对 质 点 系 做 的 功 之 和 等 于 质 点 系 总 动 能 的 改 变 量 。 某 些 力 对 质 点 做 功 的 大 小 只 与 质 点 的 始 末 位 置 有 关 ， 而与 路 径 无 关 ,这 种 力 称 为 保 守 力 ,否 则 该 力 称 为 非 保 守 力 。2-4 保 守 力 与 非 保 守 力 势 能一 、 保 守 力 与 非 保 守 力 A BCD0 ADBACBBCAADB ADBACBADBACB drFdrFdrFW drFdrF drFdrFWW

16、0drFdrFdrFW drFdrF drFdrFWW ADBACBADBBDA ADBACBADBACB 0drFdrFdrFW drFdrF drFdrFWW BDAACBBCAADB ADBACBADBACB 若 沿 闭 合 路 径 ACBD 运 动 一 周 :物体沿任意闭合路径运动一周，保守力作功为零保 守 力 作 功 : 1.重 力 的 功 m在 重 力 作 用 下 由 a 运 动 到 b， 取 地面 为 坐 标 原 点 . baG rdgmW bazz mgdz ba )kdzjdyidx(k)mg( )( ab mgzmgz 二 、 三 种 保 守 力 的 功 x 0a b gm

17、rdz ykxF 22 2121 baxxS kxkxkxdxW ba 2.弹 力 的 功 xFax0 bx 两 个 质 点 在 引 力 作 用下 作 相 对 运 动 ， 以 M为 原点 作 m 的 位 矢 ,M 指 向 m 的 方 向 为 该 矢 径 的 正 方 向。 m 受 的 引 力 方 向 与 该 矢径 方 向 相 反 ,m由 ab时 引力 所 作 的 功 为 : ldrrMmGldFW babaF 30rdrrMmGbarr 30 )rMmG()rMmG( ba 00 rdrcosrdlldr 3.引 力 的 功 M mr a br dr ar ldFbr 万 有 引 力 的 功 等

18、 于 引 力 势 能 增 量 的 负 值 。引 力 势 能 常 以 无 穷 远 为 零 势 能 点 。弹 性 力 的 功 等 于 弹 性 势 能 增 量 的 负 值 。弹 性 势 能 常 以 弹 簧 原 长 为 零 势 能 点 。)rMmG()rMmG(W baF 00 22 2121 bas kxkxW baG mgzmgzW 三 、 势 能 p ppba E EE rdFW ba 保保重 力 的 功 等 于 重 力 势 能 增 量 的 负 值 。重 力 势 能 常 以 地 面 为 零 势 能 。 2-5 质 点 系 的 功 能 原 理 机 械 能 守 恒 定 律1. 机 械 能 = 动 能

19、 +势 能 pk EEE 物 体 组 的 受 力外 力内 力一 、 功 能 原 理2. 功 能 原 理合 力 分 类 : 外 力 ：内 力 ： 系 统 外 物 体 对 系 统 内 物 体 的 作 用 力 。系 统 内 物 体 间 的 相 互 作 用 力 非 保 守 内 力保 守 内 力 内 保内 非外 12 kk EEWWW )EE()EE( WEEWW pkpk kk 1122 12 内 保内 非外 12 kk EEWWW 内外 由 动 能 定 理 ： )EE(W Pp 12 内 保 功 能 原 理 : 外 力 和 非 保 守 内 力 作 功 之 和 ,等 于 系 统 机械 能 的 改 变

20、量 。注 意 : 动 能 和 势 能 都 可 变 化 ， 但 其 和 为 恒 量 。CEEE pk 0 内 非外 WW 1122 pkpk EEEE )EE()EE(WW pkpk 1122 内 非外 二 、 机 械 能 守 恒 定 律条 件 ：结 论 : 机 械 能 守 恒 的 条 件 ： 外 力 不 做 功 ， 系 统 的 机 械 能 与 外 界 没 有 交换 ； 系 统 内 非 保 守 力 不 做 功 ， 系 统 内 部 不 发 生 其 它 形 式 的 能 与 机 械能 的 转 换 ； 这 两 个 条 件 同 时 满 足 时 ， 系 统 的 机 械 能 守 恒 。注 意 : 动 能 和

21、势 能 都 可 变 化 ， 但 其 和 为 恒 量 。机 械 能 守 恒 定 律 ： 如 果 一 个 系 统 内 只 有 保 守 力 做 功 ， 其 它 内力 和 一 切 外 力 都 不 做 功 ， 则 系 统 内 各 物 体 的 动 能 和 势 能 可 以 相 互转 换 ， 但 机 械 能 的 总 值 不 变 ， 这 个 结 论 称 为 ： 机 械 能 守 恒 定 律 。 2010 12 vv vve一 、 牛 顿 碰 撞 定 律 2211 202101 vmvm vmvm 碰 前 ：牛 顿 恢 复 系 数 : 碰 后 分 离 的 相 对 速 度碰 前 接 近 的 相 对 速 度碰 后 ：

22、2211 202101 vmvm vmvm 120 vv,e 即 2021011 vvvv,e 非 弹 性 碰 撞 ; 完 全 弹 性 碰 撞 ;完 全 非 弹 性 碰 撞 ;10 ee 完 全 决 定 于 相 碰 两 物 体 的 弹 性 ， 是 二 者 的 联 合 性 质 。 形 变 完 全 恢 复 ， 动 量 和 机 械 能 守 恒 。 22022101222211 2021012211 21212121 vmvmvmvm vmvmvmvm 202101 vvvv 二 、 碰 撞 类 型1.完 全 弹 性 碰 撞 m1 v10 m2 v20v1 v2形 变 不 能 完 全 恢 复 ,动 量

23、 守 恒 ,机 械 能 不 守 恒 。 2021012211 vmvmvmvm 2. 非 弹 性 碰 撞 碰 撞 过 程 ： 压 缩 阶 段 ； 恢 复 阶 段 粘 在 一 起 运 动 ,动 量 守 恒 ,机 械 能 不 守 恒 。vmmvmvm )( 212211 3.完 全 非 弹 性 碰 撞m1v1 m2v2 v 2-7 质 点 的 角 动 量 和 角 动 量 守 恒一 ： 角 动 量 对 于 某 一 固 定 坐 标 系 ， 研 究 机 械 运 动 时 遵 从 动 量 守 恒 定 律 。r mv rmvp vmrL 如 果 质 点 相 对 于 某 点 运 动 时 ， 质 点 的 动 量

24、和 相 对 的 给 定 点 的位 矢 不 是 始 终 垂 直 时 ： mvp sinprL r mv 角 动 量 是 矢 量 ， 它 可 以 用 位 矢 r与 动 量 P的 矢 积 来 表 示 ：prL 上式表明，角动量的量值为：L=prsin，方向垂直于位矢r和p构 成的平面，指向由r经过小于180度的角转到p的右手螺旋方向。 角 动 量 守 恒 的 推 导 ： ： dtpdrpdtrddt prddtLd )( 0 vmvpvpdtrd FrdtpdrdtLd MFr 力 的 作 用 点 相 对 于 给 定 点 的 位 矢 r与 力 F的 矢 积 为力 对 给 定 点 的 力 矩 。在 外 力 矩 作 用 下 ， 质 点 的 角 动 量 随 时 间 变 化 ； 质 点 的 角 动 量 守 恒 定 律 ： 如 果 作 用 在 质 点 上 的 外 力 对 某 给 定 点 O的 力 矩 为 零 ， 则 质 点 对 给 定 点 O的 角 动 量 在 运 动 过 程 中 保 持 不 变 。