最新大学物理能量守恒教学讲义ppt课件.ppt

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1、大学物理能量守恒研究力(力矩)在空间的积累效应。注意:1.提高对“功、动能、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律”的理解。2.搞清规律的内容、成立条件。它们与参考系的关系前言2(或)§4.1功保守力的功力矩的功一、功1、恒力的功定义功----恒力对直线运动的质点的功等于力在作用点位移方向的分量与位移大小的乘积。或等于力与其作用点的位移的标积。34、示功图xoab总功=曲线下的面积二、功率功的快慢1、平均功率用图解法求功有直接、方便等优点。72、瞬时功率三、保守力的功1、重力的功功率等于力矢量与力作用点的速度矢量的标积8重力的功在地面附近质量为m的物体从

2、a到b，求重力的功：蚂蚁在作功yzoabx9重力做功仅由起点、终点的位置决定，与路径无关。推论：2、万有引力功一对万有引力的功：10ba以M为参考系的原点计算起来就非常方便只要算一个力的功即可:11万有引力的功“与质点的始末位置有关，与路径无关。ba12xk一水平桌面上放置的弹簧振子小球从A点运动到B点的过程中,求弹性力对小球作的功:3、弹性力的功只与始末位置有关，与具体路径无关。134、保守力和非保守力一质点相对于另一质点沿闭合路径运动一周时，它们之间的保守力做的功必然是零。保守力的另一种表述：做功“与质点的始末位置有关，与路径无关，这种性质的力称为保守力”；反

3、之为非保守力。14常见的保守力:万有引力(或有心力）弹力（或位置的单值函数）重力（或恒力）常见的非保守力（耗散力）：摩擦力爆炸力磁力和非静电力…….静电场力……15四.力矩的功对转动（功）无贡献现在讨论力矩对空间的积累效应：设刚体转过角度，刚体上P点受到外力的作用，位移为,功为。∥∥16此式称为力矩的功（实质上仍然是力的功）17§4.2动能定理一、动能质点的动能定理ab设合力为，由牛II，其中:称为动能18１．一个过程量=始末两个状态量之差。２．动能定理只适用于惯性系。说明:冲浪力和重力对人体作功“合力对质点作的功等于质点动能的增量”……质点的动能定

4、理19二.质点系的动能定理：对整个质点系：对第i个质点：合外力的功──合内力的功──简记为:20注意：1.内力是成对出现的，但内力功之和不一定为零。例如，两个异号点电荷相吸引……2.内力不能改变系统的总动量，但能改变系统的总动能。“所有外力对质点系做的功和内力对质点系做的功之和等于质点系总动能的增量。”----质点系的动能定理21内力功（成对力的功）0设一对力分别作用在两个物体上，大小相等，方向相反即：一对力的元功:22初位形（A）:m1----A1，m2----A2末位形（B）:m1----B1，m2----B223１.一对力的功等于其中一个质点受的力沿着它相对

5、于另一质点移动的路径所作的功。２.由于一对力的功只与“相对路径”有关，所以与参考系的选取无关。计算一对力的功时,可以认为一个质点（如m1）静止，把它作为参考系的原点，再计算另一质点（如m2）在此参考系中运动时它所受力做的功。说明:24当3.例如：质量为m的物体在地面上下落高度为h时，它受的重力与地球受它的引力这一对力做的功之和，就等于mgh。例：小物体下滑，大物体后退，一对滑动摩擦力的功是否为零？答：不为零25无论大物体怎么运动，这一对力的功总是零，因为它们之间没有相对运动一对静摩擦力的功恒为零！例：小物体下滑，大物体后退，一对正压力的功是多大??例：一对静摩擦力

6、的功是多大？26为什么？12成对保守力的功：在任意的参照系中成对保守力的功只取决于相互作用质点的始末相对位置，而与各质点的运动路径无关一对正压力的功恒为零！27三、刚体定轴转动动能定理1、刚体定轴转动的动能:282、刚体定轴转动的动能定理刚体是一个特殊的质点系，质点系的动能定理适用于刚体，则：因为刚体内各质元无相对运动，A内=0，则：即：29……定轴转动动能定理“刚体绕定轴转动时，转动动能的增量等于刚体所受外力矩所作的总功”30应该：0对c点例.刚体的势能等于如图所示，某人说：刚体的动能等于你同意吗？对0点C点，相同【答】31某人说：刚体的角动量就是你同意吗？应

7、该对c点【答】321、质心系不必是惯性系。刚体平动时，质心的运动完全可以代表刚体的运动；刚体转动时，质心的运动不能完全代表刚体的运动！刚体质心的运动+刚体相对于质心的转动（质心系）刚体的运动=我们可以看到：2、对刚体上任一点（基点）的转动角速度都是相同的。P116例题4.533若B从静止开始下落时，⑴合外力矩对c做的功=？⑵c的角速度=？解：⑴对c的合外力矩为34⑵由动能定理35一对保守力的功只与系统的始末相对位形有关，说明系统存在一种只与相对位形有关的能量。例如:一端固定在墙上的水平弹簧振子,一对弹性力的功:§4.3势能（potentialenergy）一、保守

8、力场质点所