能量守恒定律ppt课件.ppt

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1、1979年3月3日由先驱者号金星轨道探测器拍摄到的金星照片§3—4动能定理一、功1.在F=F（x、y、z、t）的作用下，质点沿曲线运动ABmFdr2.质点m在多个力F1、F2、的作用下，沿曲线运动ABmF1F2Fi二、讨论：1、功是一个过程量，是受力质点在运动过程力在空间的积累；2、功是相对量，功的选择与参照系的选择有关；ABl5、作用力和反作用力做的功的量值并不一定相同，这取决于两个相互作用的物体的位移是否相同。3.功依赖于力和位移的相对方向,这一关系包含在元功的定义式中4.力所做的功可以为正

2、,为零或为负,这取决于力与位移之间的夹角四、功率功率是功与做功时间的比率1、平均功率：在时间间隔t内做功W的平均功率定义为:2、瞬时功率：功率为做功的瞬时速率功率另一表达式:功率例1.一力作用在一质量为3.0kg的质点上。已知质点的位置与时间的函数关系为x=3t-4t2+t3。求（1）作用力在最初4秒内所作的功。（2）在t=1.0秒时力对质点所作的瞬时功率。例2.F0R2,B.2F0R2,C.3F0R2,D.4F0R2Oxy一质点在如图所示的坐标系平面内作圆周运动,有一力F＝F0(xi+yj)作

3、用在质点上，在该质点从坐标系原点运动到（0,2R）位置过程中，力F对它所做的功为B例：一人从10m深的井中提水。起始时桶中装有10kg的水，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求：水桶匀速地从井中提到井口，人所做的功。oy解法一:(1)受力分析:任意时刻:(2)建坐标系:0yoy任意t时刻水桶中水的重量:任意t时刻人的拉力:将水桶匀速提到井口,人所做的功:解法二:建立o´y´坐标系任意时刻:水质量将水桶匀速提到井口,人所做的功:例4如图所示，木块m沿固定光滑的斜面下滑，当下降h高度时，重力

4、的瞬时功率是：hmD三、动能定理：在质点从A运动到B的过程中,力对质点所做的功:动能质点的动能定理:合外力对质点所做的功等于质点动能的增量.讨论:(1)动能定理只适用于惯性系;(2)动能是描述物体运动状态的物理量,是状态函数;(3)动能具有相对性,与参照系的选择有关.作业：习题集第二章：p10(一）7；（二）4、5、7（1）（2）；教材p953-18、19、21、22３.2　　保守力与非保守力势能一、重力、万有引力、弹性力做功：1、重力做功：重力作功特点:做功与运动物体经过的路径无关.2、弹性力做

5、功平衡位置求:从A到B弹簧弹性力作的功平衡位置物体从A到B弹簧弹性力作的功:弹性力做功只与弹簧的起始状态,终了状态有关,与路径无关3、万有引力做功质点从点A运动到点B引力所作的总功为:引力做功与路径无关二、保守力和非保守力1.定义：保守力对物体作功与路径无关，只随物体始末两位置的状态而变非保守力（耗散力）：作功与路径有关。（摩擦力、爆炸力）2.数学表达式一维运动中，保守力的充分条件是力只取决于质点的位置。三维运动中，力为位置的函数，只是判断保守力的必要条件非充分条件。只有当力可以表示为时，即称F为有

6、心力，这样的力才是保守力。力场在xoyz空间有一个力场F=aｙ（ｙ0）式中a为正的常量，判断F是否为保守力。yOxABCD例12、保守力做功与势能的关系重力场物体在任意位置处重力势能弹性势能弹性力场万有引力场万有引力势能（无穷远为势能零点）（以平衡位置为坐标原点，势能零点）三、势能定义：保守力对物体做的功等于物体势能增量的负值讨论：1、势能是系统内物体间相互配置的单值函数。2、势能属于相互作用的物体组成的系统，对于单个物体势能没有意义。3、势能是相对量，与其零点的选择有关。引入势能的又一定义：势能

7、等于把质点从所求点经任意路径移到势能为零处，保守力所做的功。4、系统受多个保守力作用，系统总势能等于各项势能之和。5、势能曲线：把势能和相对位置的关系绘成曲线势能曲线（1）根据势能曲线可以讨论质点的运动范围E（2）利用势能曲线可以判断物体在各个位置所受保守力的大小和方向保守力的功等于势能增量的负值微分形式:保守力沿某一坐标轴的分量等于势能对此坐标的导数的负值（2）利用势能曲线可以判断物体在各个位置所受保守力的大小和方向保守力的功等于势能增量的负值微分形式:保守力沿某一坐标轴的分量等于势能对此坐标的导

8、数的负值质点在力的作用下由位置xa运动到xb.其力函数为：F=3+5x-2x3(N）判断此力是否为保守力？例1例2已知：求：例3有一弹簧秤,其标度从0到1200N的长度为0.1m。（1）当弹簧秤拉伸0.1m及0.05m时，弹簧的势能是多少？（2）当弹簧秤上挂600kg的重物时，弹簧的势能是多少？l0x2x1OxxEp=03.3功能原理和机械能守恒定律一、质点系的动能定理系统的内力和外力做功的总和等于系统动能的增量。(一)对每一质点进行受力分析:作用效果作用效果作用效果