(精品)能量守恒定律.ppt
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1、14.1.1 4.1.1 功功和功率和功率1、恒力做功、恒力做功2、变力做功、变力做功元功:元功:总功:总功:第四章第四章 动能定理动能定理 功能原理功能原理 机械能守恒定律机械能守恒定律AB4.1 4.1 动能定理动能定理2合力的功等于各分力沿同一路径所做功的代数和合力的功等于各分力沿同一路径所做功的代数和计算力对物体做功时,计算力对物体做功时,必须说明是必须说明是哪个力对物体沿哪条哪个力对物体沿哪条路径所做的功。路径所做的功。3、合力的功、合力的功34 4、功功 率率 平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率 瞬时功率等于力在速度方向的分量和速度大小的乘积。瞬时功率等于力在速度方向的分量和速度大小
2、的乘积。4 例例 1 一个质点在几个力的作用下的位移为一个质点在几个力的作用下的位移为 其中一个力为恒力其中一个力为恒力则这个力在该位移过程中所做的功为多少?则这个力在该位移过程中所做的功为多少?解:解:5 例例 2.如图所示,一质点在几个力的作用下,沿半径为如图所示,一质点在几个力的作用下,沿半径为 R 的的圆周运动,其中一个力是恒力圆周运动,其中一个力是恒力 F0,方向始终沿方向始终沿 x 轴正方向,即轴正方向,即 当质点从当质点从 A 点沿逆时针方向走过点沿逆时针方向走过 3/4 圆周到达圆周到达 B点时,点时,所做的功为所做的功为xRABO1350解:解:64.1.2 4.1.2 动能
3、定理动能定理由由代入上式代入上式因为:因为:1.质点动能质点动能或或2.质点的动能定理质点的动能定理适用于惯性系适用于惯性系例:如图,求绳全部离开光滑桌面时的瞬时速率例:如图,求绳全部离开光滑桌面时的瞬时速率t t=0=0,v=0=0M M,L Lb bx xo o解:解:利用动能定理利用动能定理由动能定理得:由动能定理得:建立作坐标系,重力所作元功为:84.2.14.2.1、几种几种保守力保守力的功的功重力的功重力的功 重力做功与路径无关重力做功与路径无关hbaO 4-2 保守力与非保守力保守力与非保守力 势能势能9万有引力的功万有引力的功为单位矢量为单位矢量ALL101.任意两点间做功与路
4、径无关任意两点间做功与路径无关,即即L1ABL22.沿任意闭合回路做功为沿任意闭合回路做功为 0.即即沿任意回路做功为零的沿任意回路做功为零的力力或做功与具体路径无关的或做功与具体路径无关的力力都称为都称为保守力保守力弹力的功弹力的功Ox1x2xk保守力保守力11保守力作功等于势能减少保守力作功等于势能减少.A B 点点若选若选 B 为计算势能参考点为计算势能参考点,取取EpB=0势能势能相对量相对量:相对于势能零点的相对于势能零点的系统量系统量:是属于相互作用的质点共有的是属于相互作用的质点共有的(沿任意路径)沿任意路径)(沿任意路径)沿任意路径)系统在任一位形时的势能等于它从此位形系统在任
5、一位形时的势能等于它从此位形沿任意路径沿任意路径改变至改变至势能零点时保守力所做的功。势能零点时保守力所做的功。势能定义势能定义势能与参考系无关势能与参考系无关(相对位移相对位移)4.2.24.2.2、势能、势能 势能曲线势能曲线12 引力势能引力势能:选选 处为零势点处为零势点弹性势能弹性势能:重力势能重力势能:引力势能引力势能弹性势能弹性势能重力势能重力势能选选 弹簧自然伸长位置为零势点弹簧自然伸长位置为零势点选选 h=0处处为零势点为零势点13 引力势能引力势能:弹性势能弹性势能:重力势能重力势能:引力引力弹性力弹性力重力重力由势能求保守力由势能求保守力势能定义势能定义保守力等于保守力等
6、于势势能的负梯度能的负梯度144.3.1 质点系的动能定理质点系的动能定理对对n个质点组成的质点系:个质点组成的质点系:m1:对每个质点分别使用动能定理对每个质点分别使用动能定理m2:mn:注意:注意:内力内力能能改变系统的改变系统的总动能总动能。但但不能不能改变系统的改变系统的总动量总动量。质点系的动能定理质点系的动能定理4 4-3 3 功能原理功能原理 机械能守恒定律机械能守恒定律15相互作用的两个质点相互作用的两个质点m1和和m2作用力作用力 和反作用力和反作用力做功之和是否为做功之和是否为0?OA1B1A2B2m1m2两个质点间的两个质点间的“一对力一对力”做功之和等于其中一个质点受的
7、做功之和等于其中一个质点受的力力沿着该质点相对于另一质点所移动的路径所做的功。沿着该质点相对于另一质点所移动的路径所做的功。一、一对力的功一、一对力的功系统内力系统内力16光滑光滑光滑光滑作用力作用力 做功是否为做功是否为0?做功之和是否为做功之和是否为0?反作用力反作用力 做功是否为做功是否为0?不光滑不光滑174.3.2 4.3.2 质点系的功能原理质点系的功能原理由质点系动能定理由质点系动能定理因为因为所以所以机械能机械能 质点系的功能原理质点系的功能原理18 4.3.34.3.3 机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律 根据根据质点系的功能原理质点系的功能原理一个质点
8、系在运动中,当只有保守内力做功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时,系统的机械能保持不变A保内保内是是Ep与与Ek之间转化的手段和量度。之间转化的手段和量度。非保守内力作功:系统机械能与非保守内力作功:系统机械能与内部其他形式内部其他形式内部其他形式内部其他形式 能量间转换。能量间转换。194.44.4 三种三种宇宙速度宇宙速度 牛顿的牛顿的自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理插图插图抛体的运动轨抛体的运动轨迹取决于抛体迹取决于抛体的初速度的初速度A20在地面发射卫星时的机械能在地面发射卫星时的机械能卫星环绕地球运行的机械能卫星环绕地球运行的机械能当当4.4.1
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