哈工大大学物理物(3)课件——4.ppt

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1、1第3章守恒定律及其在力学中的应用3.1功动能定理1、恒力做功2、变力做功元功：总功：AB一、功功的单位：J（焦耳）直角坐标系下的功:例已知力质点从原点移动到x=8,y=6处该力做功多少?ABoyxz33、合力的功4、功率功率的单位：W（瓦）1W=1J·s-1合外力对物体所做的功等于各分力沿同一路径所做功的代数和平均功率瞬时功率4由代入上式因为：1.质点动能或2.质点的动能定理二、质点的动能定理三、质点系动能定理n个质点组成的质点系：m1:对每个质点分别使用动能定理m2:mn:……………注意：内力能否改变系统的总动能？质点系

2、的动能定理6相互作用的两个质点m1和m2作用力和反作用力做功之和是否为0？OA1B1A2B2m1m2两个质点间的“一对力”做功之和等于其中一个质点受的力沿着该质点相对于另一质点所移动的路径所做的功。一对力的功系统内力光滑光滑光滑作用力做功是否为0？做功之和是否为0？反作用力做功是否为0？3.2保守力系统的势能一、保守力做功的特点1.重力做功重力做功与路径无关xyoaby1y2也可写成为单位矢量ALL'2.万有引力做功101.任意两点间做功与路径无关,即L1ABL22.沿任意闭合回路做功为0.即沿任意回路做功为零的力或做功与具

3、体路径无关的力都称为保守力Ox1x2xk保守力3.弹簧的弹性力做功保守力一般判断：1，一维运动，力是位置的单值函数弹性力万有引力2，一维以上运动，大小，方向都和位置无关的力重力3，有心力空间存在一个中心O,物体在任何位置上受力沿的正负方向，大小是r的函数12保守力作功表现为一种位置函数的负增量.若选B为计算势能参考点,取EpB=0势能相对量:相对于势能零点的系统量:是属于相互作用的质点共有的(沿任意路径）(沿任意路径）系统在任一位置时的势能等于它从此位置沿任意路径改变至势能零点时保守力所做的功。势能定义势能与参考系无关(相对

4、位移)二、势能13引力势能:选处为零势点弹性势能:重力势能:引力势能弹性势能重力势能选弹簧自然伸长位置为零势点选y=0处为零势点14引力势能:弹性势能:重力势能:引力弹性力重力三.保守力与势能的关系m15在直角作标系中保守力等于势能的负梯度3.3质点系的功能定理机械能守恒定律能量守恒由质点系动能定理因为所以机械能质点系的功能原理一、质点系的功能定理17机械能守恒定律一个质点系在运动中，当只有保守内力做功时，系统的机械能保持不变二、机械能守恒定律18保守内力作功：相应势能和系统动能间转换；所以A保内是Ep与Ek之间转化的手段

5、和量度。19非保守内力作功：系统机械能与内部其他形式能量间转换。若A内非0,它的机械能就不守恒。A内非0，E2E1----其他形式能量转化为机械能(地雷）A内非0，E2E1----机械能转化为其他形式能量（摩擦）◇外力的功：系统机械能与外界能量的交换或转换三、能量守恒定律一个孤立系统经历任何变化时，该系统所有能量的总和保持不变普遍的能量守恒定律功和能量的变化相联系，能量的变化反映了系统作功的本领。能量是运动状态的单值函数：和状态的一一对应性。◆从普遍能量守恒观点：功是能量传递或转换的一种度量！即：能量只能传递或

6、转换，而不能创生。例：如图，求绳全部离开光滑桌面时的瞬时速率t=0，v=0M，Lbxo解：利用动能定理由动能定理得：建立作坐标系，重力所作元功为：