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时间:2022-10-24
《高二物理竞赛课件:保守力 成对力的功 势能》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、保守力成对力的功势能一、保守力根据各种力做功的特点,可将力分为保守力和非保守力。保守力(conservativeforce):如:重力、万有引力、弹性力以及静电力等。非保守力(non-conservativeforce):如:摩擦力、回旋力等。做功与路径无关,只与始末位置有关的力。做功不仅与始末位置有关,还与路径有关的力。保守力成对力的功势能能量是反映各种运动形式共性的物理量,各种运动形式的相互转化可以用能量来量度。各种运动形式的相互转化遵守能量守恒定律。与机械运动直接相关的能量是机械能,它是物体机械运动状态(即位置和速度)的单值函数,包括动能和势能。能量能量是物体状态的单值函数。
2、物体状态发生变化,它的能量也随之变化。动能定理设质点在变力的作用下沿曲线从a点移动到b点,变力所做的功为:由牛顿第二定律:定义质点的动能(kineticenergy):则有动能定理(theoremofkineticenergy):合外力对质点所做的功等于质点动能的增量。3.功是一个过程量,而动能是一个状态量。1.与参考系有关,动能定理只在惯性系中成立。2.4.微分形式:例装有货物的木箱,重量G=980N,要把它运上汽车。现将长l=3m的木板搁在汽车后部,构成一斜面,然后把木箱沿斜面拉上汽车。斜面与地面成30°角,木箱与斜面间的滑动摩擦因数=0.20,绳的拉力与斜面成10°角,大小
3、为700N。求:(1)木箱所受各力所做的功;(2)合外力对木箱所做的功;(3)如改用起重机把木箱直接吊上汽车能不能少做些功?木箱所受的力分析如图所示。拉力F所做的功重力所做的功解:(1)每个力所做的功:正压力所做的功根据牛顿第二定律:摩擦力所做的功:(2)合力所做的功:(3)如改用起重机把木箱吊上汽车。所用拉力F'至少要等于重力。这时拉力所做的功为等于重力所做的功,而符号相反,这时合外力所做的功为零。与(1)中F做的功相比较,用了起重机能够少做功。(1)中推力F所多做的功:其中,435J的功用于克服摩擦力,转变成热量;余下165J的功将使木箱的动能增加。例柔软均质物体以初速v0送上
4、平台,物体前端在平台上滑行s距离后停止。设滑道上无摩擦,物体与台面间的摩擦因数为,且s>L,求初速度v0。解:由动能定理:重力的功重力做功只与质点的起始和终了位置有关,而与所经过的路径无关,重力是保守力!设物体m从a点沿任一曲线移动到b点。在元位移中,重力所做的元功为如果物体沿闭合路径abcda运动一周,容易计算重力所做的功为:讨论表明保守力沿任何闭合路径做功等于零。(L为任意闭合路径)或弹性力的功弹性力做功只与质点的起始和终了位置有关,而与质点运动的路径无关,弹性力是保守力!设光滑水平桌面一端固定的轻弹簧(k),另一端连接质点m,当质点由a点运动到b点的过程中:
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