大学物理动能势能机械能守恒定律课件

24,功 动能 势能 机械能守恒定律,*,第2章 运动定律与力学中的守恒定律,力对质点所做的功为力在质点位移方向的分量与位移大小的乘积 . （,功是过程量）,一 功 功率,1.功,恒力,的功等于力与质点,位移的标积。,功是,标量,，只有大小，没有方向，但有正负之分。,1,力对质点所做的功为力在质点位移方向的分量与位移,力作正功；,力作负功；,力不作功。,2,力作正功；力作负功；力不作功。2,合力的功,=,分力的功的代数和,变力的功,直角坐标系中，,3,合力的功 = 分力的功的代数和 变力的功直角坐标系中，,4,4,功的大小与参照系有关,功的量纲和单位,平均功率,瞬时功率,功率的单位,（,瓦特）,2.功率：单位时间内的功,5,功的大小与参照系有关 功的量纲和单位 平均功率,1,）,重力的功,3 保守力的功,质量为,m,的质点在重力,G,作用下由,A,点沿任意路径移到,B,点。重力,G,只有,z,方向的分量,6,1） 重力的功3 保守力的功 质量为m的质点在重力G,2,）,万有引力的功,以,为参考系， 的位置矢量为 .,对,的万有引力为,移动 时， 作元功为,7,2） 万有引力的功以 为参考系， 的位置矢量为,8,8,3,）,弹簧,弹性力的功,x,O,F,9,3 ） 弹簧弹性力的功xOF9,保守力: 力所作的功与路径无关,，仅决定于相互作用质点的,始末,相对,位置,.,重力功,弹力功,引力功,保守力和非保守力,10,保守力: 力所作的功与路径无关，仅决定于相互作用,非保守力: 力所作的功与路径有关 .（例如,摩擦,力）,物体沿,闭合,路径运动 一周时,保守力对它所作的功等于零 .,11,非保守力: 力所作的功与路径有关 .（例如摩擦力）,解,(1)由点(0,0)沿,x,轴到(2,0)，此时,y,0，,d,y,0，所以,例2.9,质点所受外力 ，求质点由点(0,0)运动到点(2,4)的过程中力F所做的功：(1)先沿,x,轴由点(0,0)运动到点(2,0)，再平行,y,轴由点(2,0)运动到点(2,4)；(2)沿连接(0,0)，(2,4)两点的直线；(3)沿抛物线 由点(0,0)到点(2,4)(单位为国际单位制).,12,解(1)由点(0,0)沿x轴到(2,0)，此时y0，例2,(2)因为由原点到点(2,4)的直线方程为,y,2,x,，所以,(3)因为 ，所以,可见题中所示力是,非保守力,.,13,(2)因为由原点到点(2,4)的直线方程为y2x，所以(3,二 动能定理,动能（,状态,函数,）,动能定理,合,外力对,质点,所作的功,等于质点动能的,增量,.,功和动能都与,参考系,有关；动能定理仅适用于,惯性系,.,注意,14,二 动能定理 动能（状态函数） 动能定理,例2.10,一质量为10kg的物体沿,x,轴无摩擦地滑动，,t,0时物体静止于原点，(1)若物体在力,F,34,t,N的作用下运动了3,s,，它的速度增为多大？(2)物体在力,F,34,x,N,的作用下移动了3,m,，它的速度增为多大？,解,(1)由动量定理 ，得,(2)由动能定理 ，得,15,例2.10 一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动，t0,三 势能 势能曲线,势能 与物体间相互作用及相对位置有关的能量 .,保守力的功,弹性,势能,引力,势能,重力,势能,弹力,功,引力,功,重力,功,16,三 势能 势能曲线 势能 与物体间相互作用,势能具有,相对,性，势能,大小,与势能,零点,的选取,有关 .,势能是,状态,函数,令,势能是属于,系统,的 .,讨论,势能计算,17,势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关 . 势能,弹性,势能曲线,重力,势能曲线,引力,势能曲线,势能曲线:,由势能函数确定的势能随坐标变化的曲线.,18,弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线 势能曲线:由势能函数确,四 质点系的动能定理与功能原理,对所有质点求和可得,对第 个质点，有,19,四 质点系的动能定理与功能原理 对所有质点求和可得 对第,质点系,动能定理,内力可以改变质点系的动能,注意,质点系总动能的增量等于外力的功与质点系内保守力的功和质点系内非保守力的功三者之和。,20,质点系动能定理 内力可以改变质点系的动能注意质点系总动能,机械能,功能原理,质点系的功能原理,:,系统机械能的增量等于外力的功与内部非保守力功之和,E,p,表示势能总和,21,机械能功能原理 质点系的功能原理:系统机械能的增量等,当,时，,有,功能原理,五 机械能守恒定律,机械能守恒定律,只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变 .,守恒定律的,意义,不究过程细节而能对系统的状态下结论，这是各个守恒定律的特点和优点 .,22,当时，有 功能原理五 机械能守恒定律,完全弹性碰撞,（五个小球质量全同）,23,完全弹性碰撞（五个小球质量全同）23,如图的系统，物体 A，B 置于光滑的桌面上，物体 A 和 C, B 和 D 之间摩擦因数均不为零，首先用外力沿水平方向相向推压 A 和 B， 使弹簧压缩，后拆除外力， 则 A 和 B 弹开过程中， 对 A、B、C、D 组成的系统,讨论,（,A,）动量守恒，机械能守恒 . （,B,）动量不守恒，机械能守恒 . （,C,）动量不守恒，机械能不守恒 . （,D,）动量守恒，机械能不一定守恒 .,D,B,C,A,D,B,C,A,24,如图的系统，物体 A，B 置于光滑的桌面上，,下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？ （不考虑相对论效应）,1,）,质量,2,）,动量,3,）,冲量,4,）,动能,5,）,势能,6,）,功,答：,动量、动能、功 .,讨 论,25,下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？,