保守力的功、功能原理、能量守恒定律.ppt

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1、势能概念四、势能potentialenergy保守力的功两个位置函数之差重力的功重力的功万有引力的功万有引力的功弹性力的功弹性力的功若物体间的相互作用力为保守力，保守力由物体间相对位置决定的能量，称为物体系的势能（或位能）。相对位置物体系的势能的概念1势能概念四、势能potentialenergy势能的概念保守力的功位置函数重力的功重力的功万有引力的功万有引力的功弹性力的功弹性力的功代表某种能量势能保守力的功系统势能增量的负值定义PaPbPaPb初态势能末态势能2保守力的功系统势能增量的负值保守力做正功，物体系的势能减少；保守

2、力做负功，物体系的势能增加。表明：注意：定义仅给出了物体系的势能差说明：1）真正有意义的是势能差2）也应给出势能本身问题：怎样给出势能？3规定某一位置处势能为零，以便给出其它点的势能值。该位置称为参考点。例如规定b为参考点，则则a点的势能Pb=0Pa定义：物体系或质点系保守力零势能点相对于处于点位置时系统所具有的势能，等于将保守力所做的功。点沿任意路径移到势能零点，实际中，选择最方便的路径？4势能性质势能的性质势能是物体系中物体间相对位置配置状态参量的单值函数。系统性相对性保守性只有在保守力场中才有；势能属物体系所共有；势能是

3、相对量，与势能零点选择有关。5势能曲线重力势能重力势能选地面为势能零点：离地面高度万有引力势能万有引力势能为势能零点选弹性势能弹性势能为势能零点选无形变处几种常见保守力的势能与势能曲线势能6随堂小议随堂小议卫星在A，B两点处（请点击你要选择的项目）的势能差为上图中，AB卫星地球质量m质量M近地点远地点Or2r1结束选择（1）r2mMGr1r1r2（2）r2mMGr1r1r2（3）r2mMGr1r1（4）r2mMGr1r27选项1链接答案随堂小议卫星在A，B两点处（请点击你要选择的项目）的势能差为上图中，AB卫星地球质量m质量M

4、近地点远地点Or2r1结束选择（1）r2mMGr1r1r2（2）r2mMGr1r1r2（3）r2mMGr1r1（4）r2mMGr1r28选项2链接答案随堂小议卫星在A，B两点处（请点击你要选择的项目）的势能差为上图中，AB卫星地球质量m质量M近地点远地点Or2r1结束选择（1）r2mMGr1r1r2（2）r2mMGr1r1r2（3）r2mMGr1r1（4）r2mMGr1r29选项3链接答案随堂小议卫星在A，B两点处（请点击你要选择的项目）的势能差为上图中，AB卫星地球质量m质量M近地点远地点Or2r1结束选择（1）r2mMGr

5、1r1r2（2）r2mMGr1r1r2（3）r2mMGr1r1（4）r2mMGr1r210选项4链接答案随堂小议卫星在A，B两点处（请点击你要选择的项目）的势能差为上图中，AB卫星地球质量m质量M近地点远地点Or2r1结束选择（1）r2mMGr1r1r2（2）r2mMGr1r1r2（3）r2mMGr1r1（4）r2mMGr1r211前面引入了势能的概念，这为我们系统、全面研究机械能打下了基础。功能原理实际上是系统动能定理的变形。设一系统在外力作用下从状态“1”变化到状态“2”而保守内力的功等于系统势能增量的负值。即：其动能从E

6、k1变化到Ek2依动能定理五、功能原理而保守内力的功等于系统势能增量的负值。即：而非保守内力没有与之相应的势能改变。故有：“同状态的量”合并：式中分别为作功前后系统的机械能式中分别为作功前后系统的机械能上式称为功能原理:说明:1）功能原理说明只有外力及非保守内力才能改系统的机械能.功能原理:当系统从状态‘1’变化到状态‘2’时,它的机械能的增量等于外力及非保守内力作功之总和.2）功能原理与动能定理并无本质差别。机械能守恒定律：如果系统内除保守内力以外，其它外力及和非保守内力都不作功，那么系统的动能、势能可以转化，但系统的总机械

7、能保持不变。3）推论当时2）机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的特例。能量守恒定律：能量不能消灭，只能转化，只能从一种形式向另一种形式转化。注意：1）机械能守恒的条件：mg例1:一条均匀链条，质量为m，总长m成直线状放在桌上，设桌面与链条之间的磨擦系数为。现已知链条下垂长度为a时，链条开始下滑，试计算链条刚巧全部离开桌面时的速率。已知：求：解：1）利用动能定理以链条为研究对象求重力的功：xYxY求重力的功：求摩擦力的功：xY代入动能定理：xY由功能原理：以地面为势能零点xY例:如图所示质量为M的物块A在离平板h的高度处自由下

8、落，落在质量也是M的平板B上。已知轻质弹簧的倔强系数为k，物体与平板作完全非弹性碰撞，求碰撞后弹簧的最大压缩量。0x1x2Ah解：A自由落体：A到B时速度为u1;(1)系统:A与B碰撞问题内力>>重力，竖直方向动量守恒。A和B碰后速度为2;(2)23系统:AB+弹簧+地球碰