大学物理机械能守恒定律.ppt

《大学物理机械能守恒定律.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、同学们好！12§2-4功能原理机械能转换和守恒定律掌握保守力、势能的概念以及机械能守恒定律,保守力做功特点，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法31）万有引力作功以为参考系，的位置矢量为.1万有引力、重力、弹性力作功的特点对的万有引力为由点移动到点时作功为一、保守力与非保守力45AB2）重力作功63）弹性力作功结论：万有引力、重力、弹性力做功都与路径无关。7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.2保守力和非保守力重力功弹力功引力功非保守力:力所作的功与路径有关.（例如摩擦力）8保守

2、力对沿闭合路径运动一周的物体做功为零做功与路径无关，只与起点、终点位置有关（路径L1）（路径L2）ambL1L29势能与物体间相互作用及相对位置有关的能量.1定义：由于物体的位置（或状态）的变化而具有的能量为势能。2引入势能条件：①质点系②保守力作功3质点在保守力场中某点的势能，在量值上等于质点从M点移动至零势能点M0的过程中保守力F所作的功。二、势能和保守力的功101重力势能以地球和物体为系统，物体从距地面h0的高度，下落到h高度，重力作功为：定义重力势能Ep：重力作功等于势能增量的负值；或重力作功物体

3、的势能减少。三、几种常见的势能函数和势能曲线11x0x由第一节的弹力作功的结论，可知，弹力作功与路径无关，只与始末两态的弹簧伸长量有关，弹力为保守力。定义弹性势能：2弹性势能12注意几点：弹性势能总是大于等于0。弹性0势点一般选在弹簧的平衡位置。弹力作功等于势能增量的负值；或弹力作功物体的势能减少。3引力势能引力功13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14势能：凡保守力的功均可表示为与相互作用物体相对位置有关的某函数在始末位置的值之差，我们将该函数定义为此物体系的势能。xEp0rEp保守力重

4、力弹力引力势能（Ep）势能零点势能曲线mghh=0x=0r=∞hEp0015①凡保守力都有其相关势能,势能属于物体系,保守力为该势能系统的内力。②保守力的功等于其相关势能增量的负值A保=-ΔEp物体在场中某点的势能等于将物体从该点移到零势点过程中保守力做的功ò×=零势点场点保rFEvvdp16例题：一质量为m的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，（v＜＜c）离开地面的高度等于地球半径的二倍（即2R）。试以m、R、引力恒量G、地球质量M表示出：(1)卫星的动能；(2)卫星在地球引力场中的引力势能；(3)卫星的总机械能

5、。OrF2RRMm17解：非相对论问题①②③OrF2RRMm183、质点系的功能原理质点系的动能定理：A外+A内=EkB-EkA因为A内=A保内＋A非保内所以A外+A保内＋A非保内=EkB-EkA又因为A保内＝EPA－EPB所以A外＋A非保内＝(EkB+EPB)-(EkA+EPA)即A外＋A非保内＝EB-EA质点系在运动过程中，它所受外力的功与系统内非保守力的功的总和等于它的机械能的增量。称功能原理。194、机械能转化和守恒定律A外＝0A非保内＝0则EB＝EA＝常量如果在只有保守内力做功的情况下，质点系的机械

6、能保持不变。5、能量转化和守恒定律封闭系统：不受外界作用的系统。封闭系统内有非保守力做功时，机械能不守恒，能量的形式可能变化，也可能在物体之间转移。一个封闭系统内经历任何变化时，该系统的所有能量的总和保持不变。这是普遍的能量转化和守恒定律。注意：能量表示状态功代表过程20例题：、一轻质量弹簧原长l0，劲度系数为k，上端固定，下端挂一质量为m的物体，先用手托住，使弹簧保持原长。然后突然将物体释放，物体达最低位置时弹簧的最大伸长和弹力是多少？物体经过平衡位置时的速率多大？解：以v表示物体在下落一段距离y时的速度，

7、则机械能守恒定律给出物体到达最低位置时，v＝0，y＝ymax，上式给出21ymax＝2mg/k此时弹力为最大值fmax＝kymax＝2mg物体经过平衡位置时，应有mg＝ky0。上述机械能守恒公式给出y0=ymax/222例题：均匀链m,长l置于光滑桌面上,下垂部分长0.2l,施力将其缓慢拉回桌面。用两种方法求出此过程中外力所做的功。0.8l0.2lx23解一:用变力做功计算光滑平面,缓慢拉回,则拉力与链下垂部分重力平衡,设下重部长为x,质量以向下为正：0.8l0.2lx24解二:用保守力做功与势能变化的关系计

8、算令桌面初态:末态:重力做功:外力功:0.8l0.2l质心c25作业:P185,13,23(选择、填空要写原因过程）（写明班级、学号或序号、姓名）26