第三竣?_动量和能量_3-3
高中物理选修3—3全部公式
高中物理选修3—3全部公式篇一:高中物理选修3—3全部公式如下:1. 牛顿第二定律公式F=ma其中,F是作用在物体上的力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
这个公式可以用来描述物体受到力的作用时加速度的变化情况。
2. 动量守恒定律公式p=m×v其中,p是动量,m是物体的质量,v是物体的速度。
动量守恒定律表明,在一个系统中,系统的总动量保持不变。
3. 能量守恒定律公式E=mc2其中,E是能量,m是物体的质量,c是光速,这个公式表明,能量与物体的质量和光速成正比例关系。
4. 牛顿运动定律公式F=ma其中,F是作用在物体上的力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
这个公式可以用来描述物体的运动状态和力的作用效果。
5. 动量定理公式p=m×v+m×v"其中,p是动量,m是物体的质量,v和v"是物体在两个时间点的速度差,这个公式可以用来描述物体在两个时间点之间的运动状态。
6. 能量定理公式p=m×v+m×(v-u)其中,p是动量,m是物体的质量,v和v"是物体在两个时间点的速度,u是物体在两个时间点的加速度,这个公式可以用来描述物体在两个时间点之间的能量变化。
7. 动量定理的应用动量定理可以用来描述物体在两个时间点之间的运动状态。
例如,可以用动量定理求解物体在受到力作用时的加速度。
能量定理可以用来描述物体在两个时间点之间的能量变化。
例如,可以用能量定理求解物体在受到力作用时的加速度。
动量定理和能量定理都是物理中重要的公式,可以帮助我们更好地理解物体的运动状态和能量的变化。
篇二:高中物理选修3—3全部公式如下:1. 运动的描述公式匀速直线运动:v = s / t速度公式:v = (v0 + vt) / 2匀变速直线运动:v = v0 + at加速度公式:a = (v - v0) / t匀加速曲线运动:a = v - (v0 + v) / t2. 匀速圆周运动:ω = (v0 + vt) / t角速度公式:ω = (v - v0) / t线速度公式:v = (ω× r) / t3. 万有引力定律:F =G × (m1 × m2) / r^2质量与引力公式:G = G0 / r^2引力与加速度公式:a = G × m1 × m2 / r^24. 牛顿第二定律:F = ma作用力与反作用力公式:如果物体A对物体B施加一个力F,则物体B也会对物体A施加大小相等、方向相反的力F"。
人教版高中物理选修3-5:动量和能量讲座(共21张ppt)
平板车B静止在光滑水平向上.在其左端另有
物体A以水平初速度v0向车的右端滑行,如 图所示.由于A、B存在摩擦,则B速度达到
最大时,应出现在(设B车足够长)(
).
(A)A的速度最小时
(B)A、B的速度相等时
(C)A在B上相对滑动停止时
(D)B车开始作匀速直线运动时
如图所示,有A、B两质量均为M的小车,在
A
v0
B
以V0方向为正方向 由动量守恒得
由动能守恒得 解得
m 1v0m 1v1m2v2
12m1v0212m1v1212m2v22
v1
m1 m1
m2 m2
v0
v2
2m1 m1 m2
v0结论v1m1 m1 m2 m2
v0
v2
2m1 m1 m2
v0
当m1=m2时,弹性正碰后,速度互换 m1>m2时,v1>0
光滑的水平面上以相同的速率v0在同一直 线上相向运动,A车上有一质量为m的人,
他至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B
车上,才能避免两车相撞?
如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量郁 为M,乙车内用绳吊一质重为M/2的小球,当 乙车静止时,甲车以速度v与乙车相碰,碰后 连为一体,求刚碰后两车的速度及当小球摆 到最高点时的速度.
如石头碰乒乓球
m1<m2时,v1<0 A被反弹
如乒乓球碰石头
非弹性碰撞
碰撞前后动量守恒吗? 机械能有损失吗?损失了多少?
A
v0
B
质量为m的子弹以初速度为v0打进木块,并与 之一同摆高,木块质量为M,绳长为L,
求绳的最大摆角
人从大船跳上岸容易,还是从小船上跳上岸 容易呢?
动量守恒和能量守恒公式
动量守恒和能量守恒公式动量守恒(momentum conservation)和能量守恒(energy conservation)是物理学中两个非常重要的定律。
首先,我们来了解一下动量守恒。
动量是描述物体运动状态的物理量,它是质量(m)乘以速度(v),即p=mv。
根据牛顿第二定律,物体的动量变化率等于作用在物体上的力产生的冲量,即F=dp/dt,其中F是力,dp/dt是动量的变化率。
根据动量守恒定律,当物体间的外力为零时,物体的总动量保持不变。
当有两个物体发生碰撞时,这个系统的总动量在碰撞前后是守恒的。
换句话说,如果一个物体的动量增加,那么另一个物体的动量必然减小,这就是动量守恒的基本原理。
这个原理被广泛应用在各个领域,例如交通事故、运动中的球类运动和飞行器的设计等。
接下来,我们来讨论能量守恒。
能量是物体进行工作或引起变化的能力,是物理系统的基本属性。
根据能量守恒定律,一个系统的总能量在任意时刻都是保持不变的。
能量可以分为各种形式,包括动能、势能、热能等。
动能是物体运动的能量,由于速度和质量的平方成正比。
势能是物体由于位置而具有的能量,如重力势能和弹性势能。
热能是物体内部粒子运动产生的能量。
在一个封闭系统中,能量守恒定律表明,系统的总能量是一个恒定值,一旦系统能量从一种形式转化为另一种形式,总能量保持不变,只是能量在不同形式之间的转化。
例如,考虑一个物体自由下落的情况。
当物体下落时,势能转化为动能。
当物体触地时,物体的动能转化为热能和声能,但总能量不变。
总结一下,动量守恒和能量守恒是物理学中的两个重要定律。
动量守恒表明在一个封闭系统中,系统的总动量在任意时刻都保持不变。
能量守恒表明系统的总能量在各种能量形式之间转化时保持不变。
这些定律在解释和预测物理现象和事件方面起着关键的作用,并在许多领域的科学研究和技术应用中发挥着重要作用。
大学物理第三章-动量守恒定律和能量守恒定律-习题及答案
即:作用在两质点组成的系统的合外力的冲量等于系统内两质点动量之和的增 量,即系统动量的增量。 2.推广:n 个质点的情况
t2 t2 n n n n F d t + F d t m v mi vi 0 i外 i内 i i i 1 i 1 i 1 i 1 t1 t1
yv 2
同乘以 ydy,得
y 2 gdty y
积分 得
y
0
y
gdty
yvdt( yv)
0
1 3 1 gy ( yv) 2 3 2
因而链条下落的速度和落下的距离的关系为
2 v gy 3
1/ 2
7
第4讲
动量和冲量
考虑到内力总是成对出现的,且大小相等,方向相反,故其矢量和必为零, 即
F
i 0
n
i内
0
设作用在系统上的合外力用 F外力 表示,且系统的初动量和末动量分别用
5
第4讲
动量和冲量
P0 和 P 表示,则
t2 n n F d t m v mi vi 0 i i 外力 t1
F外 dt=dPFra bibliotek力的效果 关系 适用对象 适用范围 解题分析
*动量定理与牛顿定律的关系 牛顿定律 动量定理 力的瞬时效果 力对时间的积累效果 牛顿定律是动量定理的 动量定理是牛顿定律的 微分形式 积分形式 质点 质点、质点系 惯性系 惯性系 必须研究质点在每时刻 只需研究质点(系)始末 的运动情况 两状态的变化
1
第4讲
动量和冲量
§3-1 质点和质点系的动量定理
实际上,力对物体的作用总要延续一段时间,在这段时间内,力的作用将 积累起来产生一个总效果。下面我们从力对时间的累积效应出发,介绍冲量、 动量的概念以及有关的规律,即动量守恒定律。 一、冲量 质点的动量定理 1.动量:Momentum——表示运动状态的物理量 1)引入:质量相同的物体,速度不同,速度大难停下来,速度小容易停下;速 度相同的物体,质量不同,质量大难停下来,质量小容易停下。 2)定义:物体的质量 m 与速度 v 的乘积叫做物体的动量,用 P 来表示 P=mv 3)说明:动量是矢量,大小为 mv,方向就是速度的方向;动量表征了物体的 运动状态 -1 4)单位:kg.m.s 5)牛顿第二定律的另外一种表示方法 F=dP/dt 2.冲量:Impulse 1)引入:使具有一定动量 P 的物体停下,所用的时间Δt 与所加的外力有关, 外力大,Δt 小;反之外力小,Δt 大。 2)定义: 作用在物体外力与力作用的时间Δt 的乘积叫做力对物体的冲量, 用 I 来表 示 I= FΔt 在一般情况下,冲量定义为
第三章 动量与能量部分习题分析与解答
3-15 一人从10.0m深的井中提水,起始桶中装有10.0kg水,由于水桶漏水,每 一人从 深的井中提水,起始桶中装有 水 由于水桶漏水, 深的井中提水 升高1.00m要漏去 要漏去0.20kg水。水桶被匀速从井中提到井口,求人所作的功。 升高 要漏去 水 水桶被匀速从井中提到井口,求人所作的功。 分析:由于水桶在匀速上提过程中,拉力必须始终与水桶相平衡。 分析:由于水桶在匀速上提过程中,拉力必须始终与水桶相平衡。水桶重 力因漏水而随提升高度而变,因此,拉力作功实为变力作功。 力因漏水而随提升高度而变,因此,拉力作功实为变力作功。只要能写出 重力随高度变化的关系,拉力作功即可求出。 重力随高度变化的关系,拉力作功即可求出。 解:水桶在匀速上提过程中,拉力与水桶重力平衡,有 水桶在匀速上提过程中,拉力与水桶重力平衡, 在图示所取坐标下, 在图示所取坐标下,水桶重力随位置的变化关系为
第三章
动量与能量部分习题分析与解答
3-8 质量为 的人手里拿着一个质量为 的物体,此人用与水 质量为m’ 的人手里拿着一个质量为m的物体 的物体, 平面成α角的速率v0向前跳去。当他达到最高点时,他将物体 平面成α角的速率v 向前跳去。当他达到最高点时, 以相对于人为u的水平速率向后抛出。 以相对于人为u的水平速率向后抛出。问:由于人抛出物体,他 由于人抛出物体, 跳跃的距离增加了多少?(假设人可视为质点) 跳跃的距离增加了多少?(假设人可视为质点) ?(假设人可视为质点
依据动量定理I=Δ 依据动量定理 ΔP,得到管壁对这部 分水的平均冲力为 分水的平均冲力为
A S v B
水对管壁作用力的大小为
r r r r I F = = ρ Sv ( v B − v A ) ∆t
PB PA ΔP
F ′ = − F = − 2 ρ Sv 2 = − 2 .5 × 10 3 N
大学物理题库-第3章-动量守恒定律和能量守恒定律试题(含答案解析)
大学物理题库 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律一、选择题: 1、水中有一只静止的小船,船头与船尾各站有一个质量不相同的人。
若两人以不同的速率相向而行,不计水的阻力,则小船的运动方向为: (A)与质量大的人运动方向一致 (B)与动量值小的人运动方向一致 (C)与速率大的人运动方向一致 (D)与动能大的人运动方向一致[ ]2、关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法,其中正确的是: (A )不受外力作用的系统,其动量和机械能必然同时守恒;(B )所受合外力为零,内力都是保守力的系统,其机械能必然守恒;(C )不受外力,而内力都是保守力的系统,其动量和机械能必然同时守恒; (D )外力对一个系统所作的功为零,则该系统的动量和机械能必然同时守恒。
[ ]3、一质点在外力作用下运动时,下述哪种说法是正确的?(A )质点的动量改变时,质点的动能也一定改变; (B )质点的动能不变时,质点的动量也一定不变; (C )外力的冲量为零,外力的功一定为零; (D )外力的功为零,外力的冲量一定为零。
[ ]4、质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后,与木块一起仍沿X 轴正向以50 m/s 的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为 (A) 9 N·s . (B) -9 N·s . (C)10 N·s . (D) -10 N·s .[ ]5、质量分别为m 和4m 的两个质点分别以动能E 和4E 沿一直线相向运动,它们的总动量大小为(A) 2mE 2 (B) mE 23.(C) mE 25. (D) mE 2)122([ ]6、如图所示,一个小球先后两次从P 点由静止开始,分别沿着光滑的固定斜面l 1和圆弧面l 2下滑.则小球滑到两面的底端Q 时的(A) 动量相同,动能也相同. (B) 动量相同,动能不同. (C) 动量不同,动能也不同. (D) 动量不同,动能相同.[ ]7、一个质点同时在几个力作用下的位移为k j i r654+-=∆ (SI ),其中一个恒力为k j i F953+--=(SI ),则此力在该位移过程中所作的功为: (A )67J (B )91J (C ) 17J (D ) -67J[ ]8、如图3-12所示,劲度系数为k 的轻质弹簧水平放置,一端固定,另一端接一质量为m 的物体,物体与水平桌面间的摩擦系数为μ,现以恒力F 将物体自平衡位置开始向右拉动,则系统的最大势能为:(A ) ()22mg F k μ- (B ) ()221mg F k μ- (C ) 22F k(D )221F k[ ]9、质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地面时,可认为该飞船只在地球的引力场中运动。
大学物理 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 3-9 质心 质心运动定律
第五版
3-9 质心 -
质心运动定律
一 质心
1 质心的概念
板上C点的运动轨迹是抛物线 板上 点的运动轨迹是抛物线 其余点的运动=随 点的平动+绕 点的 点的平动 点的转动 其余点的运动 随C点的平动 绕C点的转动
第三章 动量守恒和能量守恒
1
物理学
第五版
3-9 质心 -
质心运动定律
2 质心的位置 由n个质点组成 个质点组成 的质点系, 的质点系,其质心 的位置: 的位置:
13
物理学
第五版
3-9 质心 n n v v v m'vC = ∑ mi vi = ∑ pi = p i =1 i =1
质心运动定律
求一阶导数, 再对时间 t 求一阶导数,得
质心加速度
dp v m'aC = dt v v dp ex 根据质点系动量定理 = Fi dt
第三章 动量守恒和能量守恒
}⇒
x2 = 2 xC
17
第三章 动量守恒和能量守恒
物理学
第五版
3-9 质心 -
质心运动定律
例4 用质心运动定律 y F 来讨论以下问题. 来讨论以下问题. 一长为l 一长为 、密度均匀的 y 柔软链条, 柔软链条,其单位长度的质 c yC 量为 λ .将其卷成一堆放在 地面. 若手提链条的一端, 地面. 若手提链条的一端, o 以匀速v 将其上提.当一端 以匀速 将其上提. 被提离地面高度为 y 时,求手的提力. 求手的提力.
竖直方向作用于链条的合外力为 F − λyg
第三章 动量守恒和能量守恒
20
物理学
第五版
3-9 质心 -
质心运动定律
v 得到 F − yλg = lλ ⋅ l
物理3-3的知识点总结
物理3-3的知识点总结物理3-3是高中物理的重要知识点之一,涉及到力和运动。
本文将从不同的角度对这一知识点进行总结和解析。
一、力的概念和性质力是物体之间相互作用的表现,是推动物体运动的原因。
力的性质包括大小、方向和作用点。
力的大小用牛顿(N)作单位,在物理中用矢量表示。
力的方向与力的作用方向相同。
力的作用点是力作用的物体上的一点。
二、力的分类力可以分为接触力和非接触力。
接触力是指物体之间直接接触产生的力,如摩擦力和弹力。
非接触力是指物体之间不直接接触产生的力,如重力和电磁力。
三、运动中的力 1. 惯性物体保持静止或匀速直线运动的状态,直到外力作用改变它的状态。
2. 牛顿第一定律(惯性定律)物体在没有外力作用时,保持静止或匀速直线运动的状态。
3. 牛顿第二定律(运动定律)物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
可以用数学公式F=ma表示,其中F是物体所受的力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
4. 牛顿第三定律(作用-反作用定律)物体对另一个物体施加力时,另一个物体也对它施加同等大小、方向相反的力。
四、重力重力是地球对物体的吸引力。
根据普遍引力定律,物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
重力的大小可以用公式F=mg表示,其中F是重力的大小,m是物体的质量,g是重力加速度(9.8m/s²)。
五、摩擦力摩擦力是物体之间表面接触时发生的力。
它分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指物体相对运动前的摩擦力,动摩擦力是指物体相对运动时的摩擦力。
摩擦力的大小与物体之间的相互作用力有关,可以用公式f=μN表示,其中f是摩擦力的大小,μ是摩擦系数,N是物体之间的相互作用力。
六、弹力当物体被拉伸或压缩时,产生的力称为弹力。
弹力的大小与物体的形状和弹性系数有关。
七、动量和冲量动量是物体运动的量度,是物体质量和速度的乘积。
冲量是作用力在时间上的积累,是动量的改变量。
第六章 第3讲 动量、动力学和能量观点综合应用的三类典型模型
牛顿第三定律
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基础知识·自主梳理
(2)动量的观点 ①动量定理:I 合=Δp. ②动量守恒定律:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′. (3)能量的观点 ①动能定理:W 总=ΔEk. ②机械能守恒定律:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2. ③能量守恒定律.
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(2)三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得 (m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3 解得 v2=8 m/s 由能量守恒可得 12(m0+m1)v12=μm2gL+12(m0+m1)v22+12m2v32 解得 L=2 m. 答案:(1)10 m/s (2)2 m
第六章 动量 第3讲 动量、动力学和能量观点综合应用的三类典型模型
C
目录
ONTENTS
基础知识·自主梳理 高频考点·分类突破 学科素养提升 4 课时作业
基础知识·自主梳理 高频考点·分类突破 学科素养提升 课时作业
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基础知识·自主梳理
1.研究力学问题的三大观点 (1)力的观点
速度公式:v=v0+at ①运动学公式位移公式:s=v0t+12at2
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高频考点·分类突破
(2)以子弹、物体 A 和物体 B 为系统,设物体 B 的质量为 M,碰后子弹和物体 A 的速度为 v1,物体 B 的速度为 v2,由动量守恒定律有 3mv=Mv2-3mv1, 碰撞过程机械能守恒,有12·3mv2=12·3mv12+12Mv22,
第3章-动量守恒定律和能量守恒定律
质点的位移在力方向的分量和力的大小的乘积。
dW
F
cos
dr
F cos
ds
dW F dr
B
*
0 90, dW 0 90 180 , dW 0
dr
*A
F
90 F dr dW 0
20
3-4 动能定理
• 变力的功
W
B F dr
B
F
cos
ds
A
A
dri
i
B
*
端 , 绳的上端固定在天花板上 . 起初把绳子放在与竖
直线成 30 角处, 然后放手使小球沿圆弧下落 . 试求
绳解与: 竖d直W线成F
10角时 小球 的速率 d s FT d s P d s
.
P d s mgl d cos
mgl sin d
W mgl sin d 0
mgl (cos cos0 )
I
t2 t1
Fdt
p2
p1
mv2
mv1
问:冲量是矢量,它的方向就是力的方向吗 ?
分量形 式 I Ixi Iy j Izk
单位和量纲 1N·s = 1kgm/s dimI = M·L-1·T-1
Ix
t2 t1
Fxdt
mv2 x
mv1x
I y
t2 t1
Fydt
mv2 y
mv1y
Iz
14
3-2 动量守恒定律
例 1 设有一静止的原子核, 衰变辐射出一个电子和一
个中微子后成为一个新的原子核. 已知电子和中微子的
运动方向互相垂直, 电子动量为1.210-22 kg·m·s-1,中微
子的动量为 6.410-23 kg·m·s-1 . 问新的原子核的动量的
大学物理-第三章-动量守恒定律和能量守恒定律
20
★一对作用力与反作用力的功只与相对位移有关
f ji
ri
f ij
rij
rj
0
dW
jidWij
f
ji
dri
fij drj
f ji fij
fji f ji
(dd(rriidrrjj))
f ji
drij
S
S u
动量的相 对性和动量定 理的不变性
F(t)
t1 m
v1
光滑
v 2
m t2
参考系 t1 时刻 t2 时刻
动量定理
S系
S’系
mv1
mv2
m(v1 u) m(v2 u)
t2 t1
F (t )dt
mv2
mv1
5
例3-1: 作用在质量为1kg 的物体上的力 F=6t+3,如果物体在这
0=m1(v1+v2)+m2v2
v2
m1v1 m1 m2
x
t 0
v2dt
m1 m1 m2
t 0
v1dt
L
t
0 v1dt
x m1L 0.8m m1 m2
负号表示船移动的方向与人前进的方向相反。
17
3-4 动能定理
一、功的概念(work) 功率(power) 1、恒力的功
2、动能定理
2
1
或
F
dr
F
dr
1 2
mv22
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律
第三章 动量守恒定律和能量守恒定律3-1 一架以12ms 100.3-⨯的速率水平飞行的飞机,与一只身长为0.20m 、质量为0.50kg 的飞鸟相碰。
设碰撞后飞鸟的尸体与飞机具有同样的速度,而原来飞鸟对于地面的速率很小,可以忽略不计。
估计飞鸟对飞机的冲击力,根据本题的计算结果,你对高速运动的物体与通常情况下不足以引起危害的物体相碰后产生后果的问题有什么体会?解:以飞鸟为研究对象,其初速为0,末速为飞机的速度,由动量定理。
vl t mv t =∆-=∆ ,0F 联立两式可得:N lmv F 521025.2⨯==飞鸟的平均冲力N F F 51025.2'⨯-=-=式中的负号表示飞机受到的冲击力与飞机的运动速度方向相反。
从计算结果可知N F F 51025.2'⨯-=-=大于鸟所受重力的4.5万倍。
可见,冲击力是相当大的。
因此告诉运动的物体与通常情况下不足以引起危险的物体相碰,可能造成严重的后果。
3-2 质量为m 的物体,由水平面上点O 以初速为0v 抛出,0v 与水平面成仰角α。
若不计空气阻力。
求:(1)物体从发射点O 到最高点的过程中,重力的冲量;(2)物体从发射点到落回至同一水平面的过程中,重力的冲量。
解:(1)在垂直方向上,物体m 到达最高点时的动量的变化量是:αsin 01mv P -=∆而重力的冲击力等于物体在垂直方向的动量变化量:ααsin sin 0011mv mv P I -=-=∆=(2)同理,物体从发射点到落回至同一水平面的过程中,重力的冲力等于物体竖直方向上的动量变化量αααsin 2sin sin 1222mv mv mv mv mv P I -=--=-=∆=负号表示冲量的方向向下。
3-3 高空作业时系安全带是非常必要的。
假如一质量为51.0kg 的人,在操作时不慎从高空跌落下来,由于安全带保护,最终使他悬挂起来。
已知此时人离原处的距离为2.0m ,安全带弹性缓冲作用时间为0.50s 。
大学物理学(课后答案)第3章
第3章动量守恒定律和能量守恒定律习题一选择题3-1 以下说法正确的是[ ](A)大力的冲量一定比小力的冲量大(B)小力的冲量有可能比大力的冲量大(C)速度大的物体动量一定大(D)质量大的物体动量一定大解析:物体的质量与速度的乘积为动量,描述力的时间累积作用的物理量是冲量,因此答案A、C、D均不正确,选B。
3-2 质量为m的铁锤铅直向下打在桩上而静止,设打击时间为t∆,打击前锤的速率为v,则打击时铁捶受到的合力大小应为[ ](A)mvmgt+∆(B)mg(C)mvmgt-∆(D)mvt∆解析:由动量定理可知,F t p mv∆=∆=,所以mvFt=∆,选D。
3-3 作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处,这一周期内物体[ ] (A)动量守恒,合外力为零(B)动量守恒,合外力不为零(C)动量变化为零,合外力不为零, 合外力的冲量为零(D)动量变化为零,合外力为零解析:作匀速圆周运动的物体运动一周过程中,速度的方向始终在改变,因此动量并不守恒,只是在这一过程的始末动量变化为零,合外力的冲量为零。
由于作匀速圆周运动,因此合外力不为零。
答案选C。
3-4 如图3-4所示,14圆弧轨道(质量为M)与水平面光滑接触,一物体(质量为m)自轨道顶端滑下,M与m间有摩擦,则[ ](A )M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒,M 、m 与地组成的系统机械能守恒(B )M 与m 组成的系统动量不守恒, 水平方向动量守恒,M 、m 与地组成的系统机械能不守恒(C )M 与m 组成的系统动量不守恒, 水平方向动量不守恒,M 、m 与地组成的系统机械能守恒(D )M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒,M 、m 与地组成的系统机械能不守恒解析:M 与m 组成的系统在水平方向上不受外力,在竖直方向上有外力作用,因此系统水平方向动量守恒,总动量不守恒,。
由于M 与m 间有摩擦,m 自轨道顶端滑下过程中摩擦力做功,机械能转化成其它形式的能量,系统机械能不守恒。
人教版选修3动量守恒定律课件
3.外力:系统外其他物体作用在系统内 任何一个物体上的力,称为外力。
人教版选修3动量守恒定律
5
理论推导:
v1
v2
F1
F2
A
B
AB
v
' 1
v
' 2
A
B
在碰撞过程中,由牛顿第三定律知:F1 = – F2
∴ m1a1m2a2
又
a1
v
' 1
v1
t
a2
v'2 v2 t
∴ m1v'1tv1m2v'2tv2
即: m 1 v 1 m 1 v 1 ( m 2 v 2 m 2 v 2 )
∴ m 1 v 1 m 2 v 2 m 1 v 1 m 2 v 2
故 p = p'人教版选修3动量守恒定律
10
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力,或者所受 外力的矢量和为零,这个系统的总动 量保持不变。
2、公式:p =p′
m 1 v 1 m 2 v 2 m 1 v 1 m 2 v 2
2、非弹性碰撞:碰撞过程中物体发生 形变,还会发热、发声,有动能损失, 这类碰撞为非弹性碰撞。
3、完全非弹性碰撞:碰撞后物体结合
在一起,这时系统动能损失最大,这
种碰撞称为完全非弹性碰撞。
人教版选修3动量守恒定律
38
25
法国幻影”2000
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气,
可以得到超过音速的人教飞版选行修3动速量守度恒定律。
26
人教版选修3动量守恒定律
27
那么火箭在燃料燃尽时所能获得 的最终速度与什么有关呢?
由动量守恒得 : mv (M m)v1 0
物理学概念知识:牛顿第三定律和动量平衡
物理学概念知识:牛顿第三定律和动量平衡牛顿第三定律和动量平衡牛顿第三定律牛顿三定律是经典物理学中最基本的一个定理,具体内容是当两个物体之间有力的相互作用时,其中一个物体施加在另一个物体上的力大小与另一个物体施加在它自身上的力大小相等,方向相反。
牛顿第三定律很容易被理解,但它的物理意义却非常重要,因为它是描述自然界中相互作用形式的基本原理之一。
保守力与非保守力牛顿第三定律只适用于保守力,这是由于保守力与作用力集中于两个物体之间的相互作用而不是物体周围的非保守力场有关。
当两个物体之间有保守力时,无论它们之间的距离如何变化,它们的相对速度和相对位置都能够保持不变。
非保守力则不同,这些力与物体周围的非保守力场密切相关,例如空气阻力或摩擦力。
由于这些非保守力随着物体的移动而改变,从而使得物体的动能和势能发生变化,物体的运动状态不同于保守势场下的一般情况。
动量平衡在物理学中,动量是用于描述物体运动状态的物理量,它可以看做是物体质量与速度乘积的总和。
动量平衡是指当物体与它周围的环境(或其他物体)之间存在力和动量转移时,物体动量守恒(即动量的总和不变)。
这种平衡状况在横向运动和纵向运动中都有应用。
横向运动中的动量平衡可以通过物体的质量和速度确定,当物体受到力时,它的动量发生变化,这种变化可以通过牛顿第二定律来描述。
如果物体的相对位置和速度没有发生变化(即物理上的平衡),则根据牛顿第三定律,相互作用力必须相等且方向相反。
物体与其周围环境之间的作用力与反作用力之和为零,这种平衡状况可以保证物体实现横向运动。
在垂直运动和纵向运动中,物体的下落速度和加速度与物体的质量成正比,因此物体运动的轨迹可以用物体的位移、速度和时间之间的关系描述。
在这种情况下,牛顿第二定律的基本模型依然适用,可以通过物体与周围环境的相互作用力来确定物体的运动状态。
总结牛顿第三定律和动量平衡是描述自然界中相互作用形式的基本原理,它们是经典物理学中最根本的规律之一。
物理高三3-3知识点总结
物理高三3-3知识点总结物理是一门研究物质和能量及其相互关系的基础科学,它的应用广泛,对于学生来说是一门必修课程。
在高中物理的学习过程中,有许多重要的知识点需要掌握和理解。
本文将对物理高三3-3知识点进行总结,希望能够帮助学生们更好地学习和应用这些知识。
1. 动量守恒定律动量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律。
当没有外力作用在一个封闭系统上时,该系统的总动量保持不变。
这意味着在碰撞或运动过程中,系统中各个物体的动量之和始终保持不变。
这个定律在解决碰撞问题和动量转移问题时非常有用。
2. 动能定理动能定理是描述物体的动能与功之间关系的定理。
它表示一个物体的动能增加量等于对该物体做功的数量。
可以利用动能定理计算物体在外力作用下的加速度和速度的变化。
例如,当一个物体受到外力作用时,可以通过测量它的质量和速度的变化来计算作用力的大小。
3. 狭义相对论狭义相对论是由爱因斯坦提出的一种描述运动物体的理论。
它建立在光速不变原理基础上,认为光速在真空中具有不变性。
狭义相对论涉及到了时间、空间和质量的相互关系。
其中最著名的是质能方程E=mc²,它表达了质量和能量之间的等价关系。
狭义相对论对于解释高速运动物体的性质和行为具有重要的意义。
4. 光的折射和反射光的折射和反射是光学的基本原理之一。
当光从一种介质进入另一种介质时,由于介质的折射率不同,光的传播方向会发生改变,这就是光的折射现象。
反射是光线与物体表面相互作用时发生的现象,通常可以分为镜面反射和漫反射。
折射和反射在光学仪器的设计和应用中有着重要的作用。
5. 电磁感应与电磁波电磁感应是电磁学中的重要概念,它描述了磁场和电场相互作用产生的电动势。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,会产生感应电动势。
这个现象被广泛应用于电磁感应现象和电磁能量转化的实验和设备中。
电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
3-3物理知识点总结
3-3物理知识点总结1. 物体运动与力学物体运动是物理学研究的基本内容之一。
在研究物体运动时,力学是不可或缺的工具。
力学研究了物体的运动规律,包括物体的位置、速度和加速度等。
1.1 物体运动的描述物体的运动可以用位置、速度和加速度来进行描述。
•位置:物体所处的位置。
在直角坐标系中,可以用坐标(x, y, z)表示物体的位置。
•速度:物体在单位时间内所运动的距离。
在直角坐标系中,速度可以用(vx, vy, vz)表示。
•加速度:物体在单位时间内速度的变化率。
在直角坐标系中,加速度可以用(ax, ay, az)表示。
1.2 牛顿三定律牛顿三定律是描述物体运动的基本定律。
•第一定律:一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
•第二定律:物体的加速度与物体受到的力成正比,与物体的质量成反比。
F = ma,其中F为物体所受合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
•第三定律:物体的作用力与相互作用力的大小相等,方向相反。
1.3 动力学动力学研究物体的运动规律和物体运动中的力的作用。
•动量:物体的动量等于物体的质量乘以物体的速度。
动量的单位是千克·米/秒。
•动量定理:物体受到的合力等于物体动量的变化率。
F = Δmv,其中F为物体受到的合力,Δm为物体的质量变化量,v为物体的速度。
•动能:物体的动能等于物体的质量乘以物体速度的平方的一半。
动能的单位是焦耳。
•功:力对物体所做的功等于力与物体位移的乘积。
功的单位是焦耳。
2. 能量与力学能量是物体的一种属性,它可以使物体进行运动、产生热量或者进行其他形式的转化。
2.1 功与能量转化•功具有传递和转化能量的作用。
当物体受到外力的作用时,外力对物体所做的功将使得物体具有动能和势能。
•动能是物体运动时所具有的能量,它等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
动能的大小与物体的质量和速度有关。
•势能是物体在相对位置变化时所具有的能量。
常见的势能有重力势能、弹性势能和化学势能等。
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F maห้องสมุดไป่ตู้ m dt
mg
B
dr dv mg cos dr m dr dt mg dr 由 dr Rd ,v dt 90 v W阻 0 mg cos Rd 0 mvdv 1 2 mgR mv 2
二、功能原理 利用质点系的动能定理:
i 1
Wi外 Wi内 Ek Ek 0 Ek
i 1 n i 1
n
n
其中内力作功的代数和项 Wi内 可分为 系统保守内力的功和非保守内力的功,
i 1 n n n
Wi内 Wi内保 Wi内非
i 1 i 1
由保守力作功等于势能增量的负值的结论,
2. Wi外和Wi内非 系指各质点所受的外力和非 保守内力的功之代数和,而非合力的功.
i 1 n
Wi外 Wi内非 E
i 1 n i 1
n
n
2.当 Wi内非 0 时, Wi外 E E0
i 1
若
i 1
Wi外 0
n
则 E E0 0
即当外力对质点系内质点作功之和为正时,其 内部机械能将增加;
若
i 1
Wi外 0
n
则 E E0 0
即当外力对质点系内质点作功之和为负时,其 内部机械能将减少。
四、应用功能原理解题方法
1.确定研究对象,必须是质点系。 2.受力分析,不考虑保守力和不作功的力。 3.确定势能零点,以及始末两态的机械能 E0、E。 n n 4. 列方程求解。 Wi外 Wi内非 E
dv f mg cos m dt 摩擦力的功 W阻 fdr
A
R
f N
n
d
o
B
解2:动能定理 由质点动能定理: W Ek Ek 0 Ek 受力分析:只有重力和摩擦力作功,
W重 W阻 Ek Ek 0 A点物体动能 Ek 0 0
A
f
R
o
mg cosdr W阻 Ek 1 90 2 W阻 mv 0 mg cos Rd 2 1 2 mv mgR 2
1 1 2 2 E mv mgh kx 2 2
功能原理
i 1
Wi外 Wi内非 E
i 1
n
n
功能原理:系统内各质点所受外力与非保 守内力的功的代数和,等于系统机械能的 增量。 三、注意几点
1. 在应用功能原理时,不必考虑保守力的功,
因为这部分功已以势能增量的负值替换。
二、完全非弹性碰撞
1.特点:机械能不守恒,动量守恒。碰 撞后两物体合为一体。物体形变能量不 能恢复。 v10 v v20
m1
碰撞前
m2
m1 m2
碰撞后
m1v10 m2v20 (m1 m2 )v
m1v10 m2v20 v m1 m2
第八节 能量守恒定律
能量守恒与转换定律
孤立系统内各种形式的能量是可以相 互转换的,但是不论如何转换,能量既不 能产生,也不能消灭,只能从一种形式转 换成另一种形式,这一结论叫做能量守恒 定律。
则
vA
h
36.9º
1 1 2 2 f ( AC ) k( BC ) ( mvA mgh ) 2 2
1 2 mv A mg ( AC ) sin 36.9 f ( AC ) k2 1 2 ( BC ) 2
1.39 10 N m
3
-1
f
vA
h
36.9º
(2)
物体从C点 反弹到最高点 D的过程中, 反弹高度为h’ 初态机械能 末态机械能 由功能原理
③ m1 m2 ,v20 0
(m1 m2 )v10 2m2v20 v1 v10 m1 m2 (m2 m1 )v20 2m1v10 v2 2v10 m1 m2
v10
m2 m1
当m1>>m2时,且第二个球静止,则碰撞 后,第一个球速度不变,而第二球以2倍 于第一个球的初速度运动。
(m1 m2 )v10 2m2v20 联立求解: v1 m1 m2 (m2 m1 )v20 2m1v10 v2 m1 m2
2.讨论:
①. m1 m2 ,v20 0
v10
m1 m2
(m1 m2 )v10 2m2v20 v1 v10 m1 m2 (m2 m1 )v20 2m1v10 0 v2 m1 m2
i 1
Wi外 Wi内 Eki Eki 0
i 1 i 1 i 1 n i 1
n
n
n
n
令 Ek Eki 为质点系的动能,
i 1
Wi外 Wi内 Ek Ek 0 Ek
i 1
n
n
质点系的动能定理 质点系内各质点所受一切外力与内力 的功之代数和,等于质点系动能的增量。
h’
36.9º
1 2 Ec k( BC ) 2 ED mgh'
W阻 ED EC
h' 1 2 f CD f mgh' k( BC ) sin 36.9 2
k( BC ) h' 2(mg f / sin 36.9)
0.84m
h’
2
36.9º
五、机械能守恒定律
n
mg
B
解3:功能原理 由功能原理: Wi外 Wi内非 E
i 1 i 1 n n
以物体和地球为研究对象, 受力分析,不考虑保守 A 力重力和不作功的力弹 力N,只有摩擦力—— 非保守内力 f 作功,
i 1
R
f
o
n
Wi外 0
n
B
i 1
Wi内非 W阻
n
i 1 i 1
下面举例应用功的定义、动能定理和功能 原理三种方法进行比较,看看哪一种方法 好?
例:质量为 m 的物体从一个半径为 R 的 1/4 圆弧型表面滑下,到达底部时的速度 为 v,求 A 到 B 过程中摩擦力所做的功? 解1:功的定义 m o R 以m为研究对象, A 受力分析如图示。 n f 在轨道切向: N dv C
i 1
Wi外 Wi内保 Wi内非 Ek
i 1 n i 1
n
n
n
i 1
Wi外 Wi内非 Ek E p ( Ek E p )
i 1
n
n
i 1
Wi内保 E p
定义机械能:为物体系的动能与势能之和。
E Ek E p
选择 B 点为重力 0 势点,A、B 两点的机 械能: E A mgR o R A 1 2 EB mv 2 n f W阻 EB E A 1 2 mv mgR 2 B 可以看出,用功能原理计算最简单。
例2:一物体质量为 2kg,以初速 3.0m/s 从斜面的点 A 处下滑,它与斜面之间的 摩擦力为 8N,到达点 B 时,压缩弹簧 20cm 达到C点停止,然后又被弹送回去。 求弹簧的劲度系数k和物体最后能到达的 高度h’。设弹簧系统的质量略去不计。 vA 解:功能原理 (1)以物体+弹簧+ 地球为研究对象, 受力分析,
现在建设的长江三峡水电站,就是利用能 量守恒与转换原理,将高位水的势能转换成为 电能,三峡水电站建成后,年发电量可达 840 亿度。位于世界水电站第一位。
作业 《大学物理习题精选I》P. 10
No. 4
1、是选择题: 7、13、16;
2、填空题: 17、18、20--23;
3、计算题: 9。
f
vA
h
末态机械能:
n
1 2 EC k( BC ) 2
n i 1 i 1
由功能原理: Wi外 Wi内非 E
i 1
Wi外 0,
n
i 1
Wi内非 W阻 E
f
n
W阻 EC E A 1 2 E A mvA mgh 2 1 2 EC k( BC ) 2
第 六节
功能原理 机械能守恒定律
一、质点系的动能定理
两个或两个以上的质点组成的系统。 上一节研究了一个质点的动能定理, 如果研究的对象为质点系,动能定理又如 何表示?以最简单的两个质点组成的质点 系为研究对象。
两个质点质量为 m1、 m2 ,受外力F1、 F2,内力为f12、f21,初速度为v10、v20, 末速度为v1、v2,位移为 r1 , r2
当m1<<m2,且第二个球静止时,则碰撞后, 第一个球以原速反弹回来,而第二球仍保持 静止。
②. m1 m2
(m1 m2 )v10 2m2v20 v1 m1 m2
v10
v20
m2
v20
(m2 m1 )v20 2m1v10 v10 v2 m1 m2
m1
相同质量两个球发生弹性碰撞,碰撞后, 两球速度交换。
由质点系的功能原理 Wi外 Wi内非 E
i 1 i 1 n n
机械能守恒条件 Wi外 0 ,
i 1
n
i 1
Wi内非 0
n
E 0
即 E E0 0
E0 E
机械能守恒定律:当作用于质点系的外力和
非保守内力不作功时,质点系的总机械能守恒。
六、注意几点:
对 m1 、m2 应用质点 动能定理,
W1外 W1内 Ek1 Ek10 W2外 W2内 Ek2 Ek 20
由于 m1 、m2 为一个 系统,将上两式相 加: