物理学动量守恒定律,能量守恒定律
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1 动能定理专题
一、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能.
2.公式:Ek=12mv2.
3.单位:焦耳,1 J=1 N·m=1 kg·m/s2.
4.矢标性:动能是标量,只有正值.
二、动能定理
1.内容:在一个过程中合外力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.
2.表达式:W=12mv22-12mv21.
3.物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度.
4.适用条件
(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.
(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功.
(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不同时作用.
例1.下列关于动能的说法,正确的是( )
A.运动物体所具有的能就是动能
B.物体做匀变速运动,某一时刻速度为v1,则物体在全过程中的动能都是12mv21
C.做匀速圆周运动的物体其速度改变而动能不变
D.物体在外力F作用下做加速运动,当力F逐渐减小时,其动能也逐渐减小
解析:运动的物体除具有动能以外,还具有其他形式的能,A选项错误.动能是状态量,当速度v的大小变化时,动能就发生变化,B选项错误;由于匀速圆周运动中,物体的速度大小不变,因此物体的动能不变,C选项正确;在物体做加速度逐渐减小的加速运动时,物体的动能仍在变大,D选项错误;故答案应该选C.
答案:C
例2.物体做匀速圆周运动时( )
A.速度变化,动能不变
B.速度变化,动能变化
C.速度不变,动能变化
D.速度不变,动能不变
解析:速度是矢量,动能是标量,物体做匀速圆周运动时速度的方向随时变化,但大小不变,故速度在变,动能不变,选项A正确.
答案:A
例3.人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车总质量为100
kg,下坡时初速度为4 m/s,人不踏车的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g
2 取10 m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为( )
A.-4 000 J B.-3 800 J
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
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。