动量守恒定律与能量守恒定律
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动量守恒定律
一、冲量和动量
1:冲量
定义:I=F*t F是恒力
物理意义:描述里在时间上的宏观表现
单位:N*S 牛秒
冲量是矢量
2:动量
定义:P=m*v 也是矢量
物理意义:是描述运动物体状态的物理量
单位:kg*m/s 千克米每秒推出kg*m/s=N*S
3:动量定理
推导:F(t)=△p=mv(t)-mv(0)
内容:物体所受合外力的冲量等于它动量的变化
注:在说明动量和冲量时,要分别选用其单位,不可混淆
应用:可以解释改变量一定时合外力的作用时间越长合外力越小,合外力作用时间越短合外力越大
4:解题步骤
确定对象,受力分析,规定正方向,根据动量定理列式
二、动量守恒定律
1:单体:
I(合)=△p F(合)*t=mv(t)-mv(0)
F(合)=0时,动量不变,物体做匀速直线运动动量守恒
2:系统
定义:相互作用的几个物体组成的整体叫做系统
动量定理:内力冲量为零,因为相互作用力等大反向同时产生和消失
动量守恒定力
3:动量守恒定律
内容:系统不受外力或合外力为零,系统动量守恒
表达式m(1)v(1)+m(2)v(2)=m(1)v(1)’+m(2)v(2)’
4:解题步骤
确定对象,受力分析判断是否动量守恒,找准初末状态,规定正方向列式.
三、碰撞
1:碰撞定义:相对运动的物体相遇切发生相互作用的过程
2:碰撞的分类
弹性碰撞
定义:机械能守恒的碰撞
在水平面上时,由机械能守恒得动能守恒
特例:一动一静弹性正碰
当m(1)=m(2)时,碰后速度互换
当m(1)>m(2)时,同向运动
当m(1)》m(2)时,m(1)速度不变,另一球以两倍速度被撞出 当m(1)
当m(1)《m(2)时,m(1)以原速率被弹回,m(2)静止
非弹性碰撞
定义:机械能不守恒的碰撞
特例:完全非弹性碰撞
定义:碰撞后两物体合二为一,共速,这种碰撞动能损失最大
四、动量守恒定律特点
1、矢量性:规定正方向
1 动能定理和机械能守恒定律练习题
一、单选题(每题3分)
1、(10年广东学业水平测试题)某同学投掷铅球.每次出手时,铅球速度的大小相等,但方向与水平面的夹角不同.关于出手时铅球的动能,下列判断正确的是( )
A.夹角越大,动能越大 B.夹角越大,动能越小
C.夹角为45o时,动能最大 D.动能的大小与夹角无关
2、一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为( )
①0 ②sm/12 ③0W ④8.10WJ
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
3、关于做功和物体动能变化的关系,正确的是( )
A、只有动力对物体做功时,物体动能可能减少
B、物体克服阻力做功时,它的动能一定减少
C、动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化
D、外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差
4.水平地面上,一运动物体在10 N摩擦力的作用下,前进5 m后停止,在这一过程中物体的动能改变了( )
A.10 J B.25 J C.50 J D.100 J
5、一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑的水平面上滑动,从某一时刻起,给滑块施加一个与运动方向相同的水平力,经过一段时间,滑块的速度大小变为5m/s,则在这段时间里,水平力做的功为( )
A、9J B、16J C、25J D、41J
6、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远,则这个学生对球做的功是( )
A、200J B、16J C、1000J D、无法确定
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1第三章动量守恒定律和能量守恒定律
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2基本要求1.掌握动量、冲量的概念,明确它们的区别和关系。2.熟练应用动量定理和动量守恒定律求解力学问题。3.掌握功和动能的概念,会计算变力的功。4.理解保守力作功的特点及势能的概念,会计算重力、弹性力、和万有引力势能。5.熟练运用动能定理、功能原理和机械能守恒定律求解力学问题。基本概念及规律
1.动量定理和动量守恒定律
动量定理合外力的冲量等于质点(或质点系)的增量。
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3动量定理
12PPdtF质点质点系
ii
iiPPdtF
12
动量守恒定律当一个质点所受合外力为零时,这一质点的
总动量保持不变。
0F当时,外
iiivmP恒矢量
在直角坐标系中
当0
xF时
0
yF时
0zF时
xixiPvm常量
yiyiPvm常量
ziziPvm常量
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42.功的定义元功cosFdrrdFdw
有限运动功rdFwB
AAB
3.动能、动能定理动能是描述物体运动状态的单值函数,
反映物体运动时具有作功的本领。2
21
mvE
k
动能定理:合外力对质点做的功等于质点动能的增量。
KAKBABEEw
4.保守力、势能、功能原理
保守力某力所作的功与受力质点所经过的具体路径无关,
而只决定于质点的始、末位置,则这个力称为保守力。例
如:重力、引力、弹性力等。
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5势能以保守力相互作用的物体系统在一定的位置状态
所具有的能量,叫势能。物体系统内部物体间相对位置
变化时,保守力作功等于势能增量的负值,即:
pEW保内功能原理外力和非保守内力对系统作的功等于系统机械
能的增量。
即
1122PKPKEEEEWW
外非保内
机械能守恒定律一个物体系,如果只有保守力作功,而其它
非保守力及外力都不作功,则该物体系的动能与各种势能
的总和保持不变。即
1122KPKPEEEE
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现在的物理书上有一篇文章——《热的本质》。根据这篇文章我们可以知道——在200多年以前,人们普遍认为:热量一种没有质量的„„特殊物质。“热质说”能解释许多热学现象„„因此,直到19世纪初大多数学者都支持“热质说”。
可是由于当时的科学:一没有证明“质量亏损”——没能证明热量的质量。二没有证明金属的燃烧值——没能证明金属在发生化学变化时也能够放出热量、没能正确地解释摩擦生热。所以,这就使得20世纪的大多数人都认为:热不是一种特殊的物质,而是物体内部的一种能量——物体的内能;热的本质是——物质微粒的振动。
随着科学的发展,在现有的科学基础上重读《热的本质》,我们可以认为:
一、由于当时的科学没有证明“质量亏损”——没能证明物质吸收或放出热量时的质量变化。所以,那些支持“热质说”的学者才认为“热是一种没有质量„„的特殊物质。”如果科学能够早一点证明“质量亏损”,也许那些勇敢的科学家就可以根据物质所放出的热量与“质量亏损”计算出热量的质量。
二、由于当时的科学还没能证明:在一定的条件下,金属都是能够燃烧——能够发生化学变化、并且放出热量的。所以,伦福德伯爵只研究了一下铜块与铜屑的比热,而没有研究一下铜变成氧化铜。氢氧化铜所能放出的热量,就把金属发生化学变化时所放出的热量,说成是机械能转化成的,并在近2个世纪造成了很大的影响。
[ 从现在的书上我们可以看到这样的话:“一千克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量。”众所周知:煤所释放的“能量”其实就是热量,铀在核电站中释放的“能量”其实也是热量。现在的书上所以把热量写成“能量”,就是由于写书的人受伦福德伯爵和焦耳等人的影响,认为热量只是一种能量。
根据元素周期表我们可以算出:1000克铀(235)裂变成钡和氪时少了59.0341克,裂变成锑和铌时少了86.5687克,裂变成锶和氙时少了72.8014克。因为这6种元素都有可能形成,在此我们就取它的平均值——72克。1000克铀(235)裂变时质量大约少了72克。