力的空间累积效应课件.ppt

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1、1功和功率2.3力的空间累积效应：，动能定理对积累恒力作用下的功一　质点的功与能1B**A变力的功2在直角系下在自然系下3讨论(1)作功的图示4（2）功是一个过程量，与路径有关．（3）合力的功，等于各分力的功的代数和．5平均功率瞬时功率6教材例2.3.1一对作用力和反作用力的功or1r2r21m1m2dr1dr2f2f1m1、m2组成一个封闭系统在dt时间内讨论7(1)内力的矢量和为零,内力作功之的和不一定为零？ABABSL(2)内力的功也能改变系统的动能例:炸弹爆炸，过程内力和为零，但内力所做的功转化为弹片的动能。8解：例1、水平变力

2、作用下缓慢移动，即在所有位置上均近似处于力平衡状态，直到绳子与竖直方向成角。求：(1)的功，(2)重力的功。ml9ml10例2作用在质点上的力为在下列情况下求质点从处运动到处该力作的功：1.质点的运动轨道为抛物线2.质点的运动轨道为直线XYO11做功与路径有关XYO12例31314而2质点的动能定理ABθ15功是过程量，动能是状态量；注意合外力对质点所作的功，等于质点动能的增量——质点的动能定理功和动能依赖于惯性系的选取，但对不同惯性系动能定理形式相同．16例5一质量为1.0kg的小球系在长为1.0m细绳下端，绳的上端固定在天花板上．

3、起初把绳子放在与竖直线成角处，然后放手使小球沿圆弧下落．试求绳与竖直线成角时小球的速率．17解18由动能定理得END19(1)万有引力作功3保守力、势能对的万有引力为移动时，作元功为20m从A到B的过程中作功：21(2)弹性力作功22xFdxdWx2x1O23保守力所作的功与路径无关，仅决定于始、末位置．（3）保守力与非保守力保守力作功的数学表达式弹力的功引力的功24质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零．非保守力：力所作的功与路径有关．（例如摩擦力）25（4）　势能与质点位置有关的能量．弹性势能引力势能弹力的功引力的功2

4、6保守力的功等于势能减少令势能计算27势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关．势能是状态的函数势能是属于系统的．讨论势能差与势能零点选取无关．28（5）势能曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线29外力功内力功1　质点系的动能定理质点系动能定理内力可以改变质点系的动能注意对质点系，有对第个质点，有二　质点系的功能原理30非保守力的功3　质点系的功能原理2　质点系的势能质点系的势能等于全部质量集中在质心时的势能。31机械能——质点系的功能原理324　机械能守恒定律当时，有——只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变．335

5、、守恒定律的意义·自然界中还有：1）.守恒定律·力学中：动量守恒定律机械能守恒定律角动量守恒定律质量守恒定律、电荷守恒定律；(粒子物理中的)重子数、轻子数、奇异数、宇称守恒定律342）.守恒定律的特点(1)方法上：针对一过程，但不究过程细节，给出始末态的情况。(2)适用范围广：宏观、微观、高速、低速均适用。353）.物理学家特别重视守恒量和守恒定律的研究(1)遇到问题，首先从已有的守恒定律去思考、去研究。(2)如发现矛盾，一般是坚信守恒定律，而去探寻问题中的未知因素(如中微子的发现)·衰变：核A核B+e·如果核A静止，则由动量守恒

6、应有PB+Pe=036·但衰变云室照片表明，B、e的径迹并不在一条直线上。·物理学家坚信动量守恒。·1956年(26年后)终于在实验上直接找到中微子。·问题何在?是动量守恒有问题?还是有其它未知粒子参与?·1930年泡利(W.Pauli)提出中微子假说以解释衰变各种现象。37☆动量守恒定律本来是针对机械运动的，在电磁学中，人们发现，两个运动的带电粒子，在它们之间的电磁相互作用下，二者动量的矢量和看起来似乎是不守恒的。物理学家把动量的概念推广到电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量又守恒了(3)在有些看来原有守恒定律“失效”的情况下

7、，则设法“补救”，扩大守恒量，引进更普遍的守恒定律。38(4)实在无法“补救”时，物理学家才宣布某守恒定律有一定的局限，非普遍成立。如弱相互作用下宇称(parity)不守恒。以上不论哪种情况，都是对自然界的认识上了新台阶。因此守恒定律的发现、推广、甚至否定，都对人类认识自然起巨大的推动作用。★杨振宁、李政道：“弱作用下宇称不守恒”荣获1957年NobelPrize.39·宇称概念1924年提出，其本质是物理规律的空间反演不变性(表明世界是左右对称的，左右对称的过程都同样能发生，不能说那种更优先)。·1956年杨振宁、李政道经分析发现，在

8、电磁相互作用和强相互作用下，宇称守恒已被实验证实，但在有关+(+)等介子衰变和衰变等一类弱相互作用问题中，并无实验证实宇称是否守恒。40杨—李大胆提出了弱相互作用过程中宇称不守恒的假说，并指出可通过实