大学物理动能定理描述.ppt

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1、力对质点所作的功为力在质点位移方向的分量与位移大小的乘积.（功是标量，过程量）(一)功力的空间累积效应，动能定理等.恒力的功MFFB**A变力的功直角坐标系平面自然坐标系关于功的说明功是标量，力、位移是矢量功的大小与参考系的选择有关合力所作的功等于各分力沿同一路径所作功的代数和例一个质点在恒力作用下的位移为，则这个力在该位移过程中所作的功为：（A）分析：例1质量为2kg的物体由静止出发沿直线运动,作用在物体上的力为F=6t(N).试求在头2秒内,此力对物体做的功.解:例2一质量为m的小球竖直落入水中，刚接触水面时其速率为.设此球在水中所受的浮力与重力相等

2、,水的阻力为,b为一常量.求阻力对球作的功与时间的函数关系.解如图建立坐标轴即由动力学方程可得(二)质点的动能定理动能（状态函数）动能定理合外力对质点所作的功,等于质点动能的增量.(三)质点系的动能定理质点系动能定理内力功外力功对质点系，有对第个质点，有内力可以改变质点系的动能注意2.功是过程量，动能是状态量。功是物体能量变化的一种量度，动能是能量的一种形式运用动能定理解决力学问题的步骤确定研究对象分析受力情况计算力作的功确定初末状态的动能列方程求解1.动能定理仅适用于惯性系，功和动能都与参考系有关；注意例2一质量为1.0kg的小球系在长为1.0m细绳下端

3、,绳的上端固定在天花板上.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.解:由动能定理得例3如图所示,一质量m为225kg的保险箱静止放置在光滑地面上，甲、乙两人用推力F1为24.0N和拉力F2为20.0N同时作用于此物体，使它沿直线移动了d=8.50m。设保险箱与地面的摩擦力可以忽略不计。求（1）两人对保险箱做的功为多少？（2）两人对保险箱做功后，它的速率为多大？解（1）考虑到推力和拉力都是恒力，可得F1和F2分别做的功为则两人做的总功为（2）考虑到保险箱初始速率为零，由动能定理有式中v即为两人对物体做功后物体的

4、速率，即dr2）重力作功ABDC3）弹性力作功xOF保守力:力所作的功与路径无关，仅决定于相互作用质点的始末相对位置.(二)保守力和非保守力重力功弹力功引力功非保守力:力所作的功与路径有关.（例如摩擦力）物体沿闭合路径运动一周时,保守力对它所作的功等于零.(三)势能势能曲线势能与物体间相互作用及相对位置有关的能量.保守力的功弹性势能引力势能重力势能弹力功引力功重力功势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关.势能是状态函数势能是属于系统的.讨论势能计算若令弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线势能曲线:由势能函数确定的势能随坐标变化的曲线.例对功的概念有以

5、下儿种说法:(1)保守力作正功时,系统内相应的势能增加.(2)质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零.(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,两者所作功的代数和必为零.分析：（3）错.(作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反,但两者所作功的代数和不一定为零；而等于力与两者相对位移的乘积.)(A)(1)、(2)是正确的(B)(2)、(3)是正确的(C)只有(2)是正确的(D)只有(3)是正确的（C）（1）错.(保守力作正功时,系统相应的势能减少).质点系内力作功之和可以不为零例：子弹穿过木块，作用力与反作用力大小相等，方向相反，受力点在质心上内力合功

6、为作用在木块上作用在子弹上，机械能质点系动能定理非保守力的功(一)质点系的功能原理质点系的功能原理:质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和.当时，有功能原理(二)机械能守恒定律机械能守恒定律只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变.守恒定律的意义不究过程细节而能对系统的状态下结论，这是各个守恒定律的特点和优点.例对机械能守恒和动量守恒的条件，正确的是：(1)系统不受外力作用，则动量和机械能必定同时守恒.(2)对一系统,若外力作功为零,而内力都是保守力,则其机械能守恒.(3)对一系统,若外力作功为零,则动量和机械能必定同时守恒.复习(一)功(

7、二)质点的动能定理(三)质点系的动能定理(四)万有引力、重力、弹性力作功的特点1）万有引力作功2）重力作功3）弹性力作功保守力做功(五)势能势能曲线弹性势能引力势能重力势能保守力的功(六)质点系的功能原理(二)机械能守恒定律当时，有如图的系统，物体A，B置于光滑的桌面上，物体A和C,B和D之间摩擦因数均不为零，首先用外力沿水平方向相向推压A和B，使弹簧压缩，后拆除外力，则A和B弹开过程中，对A、B、C、D组成的系统讨论（A）动量守恒，机械能守恒.（B）动量不守恒，机械能守恒.（C）动量不守恒，机械能不守恒.（D）动量守恒，机械能不一定守恒.DBCADBCA

8、例如图所示，一块质量m为2.0g的冰块从半径r为22.0cm的半球