清華大學(xué)大學(xué)物理 功能原理 機械能守恒定律

一質(zhì)點系的動能定理質(zhì)點系動能定理

內(nèi)力可以改變質(zhì)點系的動能注意對質(zhì)點系，有對第個質(zhì)點，有外力功內(nèi)力功機械能質(zhì)點系動能定理

非保守力的功二質(zhì)點系的功能原理質(zhì)點系的功能原理:質(zhì)點系機械能的增量等于外力和非保守內(nèi)力作功之和.當(dāng)時，有

功能原理三機械能守恒定律

機械能守恒定律只有保守內(nèi)力作功的情況下，質(zhì)點系的機械能保持不變.守恒定律的意義不究過程細(xì)節(jié)而能對系統(tǒng)的狀態(tài)下結(jié)論，這是各個守恒定律的特點和優(yōu)點.如圖的系統(tǒng)，物體A，B置于光滑的桌面上，物體A和C,B和D之間摩擦因數(shù)均不為零，首先用外力沿水平方向相向推壓A和B，使彈簧壓縮，后拆除外力，則A和B彈開過程中，對A、B、C、D組成的系統(tǒng)討論（A）動量守恒，機械能守恒.（B）動量不守恒，機械能守恒.（C）動量不守恒，機械能不守恒.（D）動量守恒，機械能不一定守恒.DBCADBCA下列各物理量中，與參照系有關(guān)的物理量是哪些？（不考慮相對論效應(yīng)）

1）質(zhì)量2）動量3）沖量

4）動能5）勢能6）功答：動量、動能、功.討論

解:

由牛頓第二定律和萬有引力定律abo

例1

已知地球的半徑為RE≈6.4×103km,今有質(zhì)量為m=3.0×103kg的人造地球衛(wèi)星從半徑為2RE的圓形軌道上,經(jīng)如圖所示的半橢圓形軌道上的點a變軌至半徑為4RE的另一個圓形軌道點b上.點a和點b處的橢圓軌道與圓軌道的切線相切.試問:衛(wèi)星完成了變軌過程后獲得了多少能量?abo已知：RE≈6.4×103km,m=3.0×103kg

同理*四宇宙速度牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》插圖，拋體的運動軌跡取決于拋體的初速度設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.``````解取拋體和地球為一系統(tǒng)，系統(tǒng)的機械能E守恒.1

人造地球衛(wèi)星第一宇宙速度第一宇宙速度，是在地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需的最小速度.解得``````由牛頓第二定律和萬有引力定律得地球表面附近故計算得第一宇宙速度

我國1977年發(fā)射升空的東方紅三號通信衛(wèi)星神州六號飛船``````2

人造行星第二宇宙速度第二宇宙速度，是拋體脫離地球引力所需的最小發(fā)射速度.設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

.

取拋體和地球為一系統(tǒng)系統(tǒng)機械能E

守恒.當(dāng)若此時則第二宇宙速度3

飛出太陽系第三宇宙速度第三宇宙速度，是拋體脫離太陽引力所需的最小發(fā)射速度.設(shè)地球質(zhì)量,拋體質(zhì)量

,地球半徑

,

太陽質(zhì)量,拋體與太陽相距

.

取地球為參考系,由機械能守恒得取拋體和地球為一系統(tǒng)，拋體首先要脫離地球引力的束縛,其相對于地球的速率為.地球為參考系取太陽為參考系,拋體相對于太陽的速度為.則若與同向,有地球相對于太陽的速度要脫離太陽引力，機械能至少為零則

設(shè)地球繞太陽軌道近似為一圓，由于與同向,則拋體與太陽的距離即為地球軌道半徑.則拋體相對于太陽的速度取地球為參照系第三宇宙速度探路者無人飛船俯視火星探路者飛船在火星著陸點地貌一個星體的逃逸速度為光速時，該星體就成了黑洞.若地球為黑洞時的密度引力半徑*4黑洞簡介地球太陽

（kg）（m）（m）

星球問:

黑洞是怎樣形