大学物理课件24功动能势能机械能守恒定律

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1、力对质点所做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）一功功率1.功1合力的功=分力的功的代数和变力的功2功的大小与参照系有关功的量纲和单位平均功率瞬时功率功率的单位（瓦特）2.功率31）重力的功3保守力的功质量为m的质点在重力G作用下由A点沿任意路径移到B点。重力G只有z方向的分量42）万有引力的功以为参考系，的位置矢量为.对的万有引力为移动时，作元功为563）弹簧弹性力的功xOF7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.重力功弹力功引力功保守力和非保守力8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

2、力对它所作的功等于零.保守力:力所作的功与路径无关.9解(1)由点(0,0)沿x轴到(2,0)，此时y＝0，dy＝0，所以例2.9质点所受外力，求质点由点(0,0)运动到点(2,4)的过程中力F所做的功：(1)先沿x轴由点(0,0)运动到点(2,0)，再平行y轴由点(2,0)运动到点(2,4)；(2)沿连接(0,0)，(2,4)两点的直线；(3)沿抛物线由点(0,0)到点(2,4)(单位为国际单位制).10(2)因为由原点到点(2,4)的直线方程为y＝2x，所以(3)因为，所以可见题中所示力是非保守力.11二动能定理动能（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.功

3、和动能都与参考系有关；动能定理仅适用于惯性系.注意12例2.10一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动，t＝0时物体静止于原点，(1)若物体在力F＝3＋4tN的作用下运动了3s，它的速度增为多大？(2)物体在力F＝3＋4xN的作用下移动了3m，它的速度增为多大？解(1)由动量定理，得(2)由动能定理，得13三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14势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关.势能是状态函数令势能是属于系统的.讨论势能计算15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

4、变化的曲线.16四质点系的动能定理与功能原理对所有质点求和可得对第个质点，有17质点系动能定理内力可以改变质点系的动能注意质点系总动能的增量等于外力的功与质点系内保守力的功和质点系内非保守力的功三者之和。18机械能功能原理质点系的功能原理:系统机械能的增量等于外力的功与内部非保守力功之和Ep表示势能总和19当时，有功能原理五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.20完全弹性碰撞（五个小球质量全同）21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

5、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.DBCADBCA22下列各物理量中，与参照系有关的物理量是哪些？（不考虑相对论效应）1）质量2）动量3）冲量4）动能5）势能6）功答：动量、动能、功.讨论23在一个孤立系统内，不论发生何种变化过程，各种形式的能量之间无论怎样转换，但系统的总能量将保持不变.这就是能量转换与守恒定律.1）生产斗争和科学实验的经验总结；2）能量是系统状态的函数；

6、3）系统能量不变,但各种能量形式可以互相转化；4）能量的变化常用功来量度.六能量转换与守恒定律24解设子弹对沙箱作用力为f′；沙箱对子弹作用力为f则这一对内力的功例2.13在光滑的水平台面上放有质量为M的沙箱，一颗从左方飞来质量为m的弹丸从箱左侧击入，在沙箱中前进一段距离l后停止.在这段时间内沙箱向右运动的距离为，此后沙箱带着弹丸以匀速运动.求此过程中内力所做的功.(假定子弹所受阻力为一恒力)25练习22-12-32-92-122-1626