功动能势能机械能守恒定律.ppt

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1、功动能势能机械能守恒定律现在学习的是第1页，共22页2dcos|d |dsbbbaaaWFrFrF 合力的功 = 分力的功的代数和ddiiiiWFrFrWdddxyzWFxFyFz 变力的功ddWFrkzjyixrddddkFjFiFFzyx现在学习的是第2页，共22页3 功的大小与参照系有关mN1J1TMLdim22W 功的量纲和单位WPt 平均功率 瞬时功率0dlimdvtWWPFtt cosvFP 功率的单位 （瓦特）W10kW131sJ1W12.功率现在学习的是第3页，共22页4zFmg 000dd()zzzzzWFzmg zmgzmgz 1） 重力的功3 保守力的功 质量为m的质点在

2、重力G作用下由A点沿任意路径移到B点。重力G只有z方向的分量现在学习的是第4页，共22页52） 万有引力的功以 为参考系， 的位置矢量为 . rmM)(tr)d(ttr rdmOMAB对 的万有引力为Mm02MmFGrr 02dddMmWFrGrrr m移动 时， 作元功为 Frd现在学习的是第5页，共22页6)(tr)d(ttr rdmOMAB2d()()BArrBAMmMmMmWGrGGrrr )(tr)d(ttrrd22()()2()2d Ad A AA d Ad AAdA 02ddBAMmWFrGrrrA dAAdAr drrdr 现在学习的是第6页，共22页7d0Wkx x ikxF

3、00ddxxxxWF xkx x22011()22Wkxkx 3 ） 弹簧弹性力的功0 xxFxoFxxddAO0 xxF现在学习的是第7页，共22页8 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 .22011()22Wkxkx ()()BAMmMmWGGrr 0()Wmgzmgz 重力功弹力功引力功ADBACBrFrFd d ABCD保守力和非保守力现在学习的是第8页，共22页9ABCD 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 .d0lFr保BDAACBlrFrFrFd d dABCDADBACBrF

4、rFd d 现在学习的是第9页，共22页10解(1)由点(0,0)沿x轴到(2,0)，此时y0， dy0，所以2221008d()d3xWFxxxJ 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).22()3Fyx ixyj2yx44200d6 d48yWFyy yJ现在学习的是第10页，共22页11(2)因为由原点到点(2,4)的直线方程为y2x，所以2

5、42422200003dd(4)dd402xyWfxfyxxxyyJ324422002()d3d4215WxxxyyJ(3)因为 ，所以2yx可见题中所示力是非保守力.121453WWWJ现在学习的是第11页，共22页12二 动能定理2122221111d()222vvvvvWmmm 动能（状态函数）mpmE22122kvd()ddddvvvvmdWFrtmt 动能定理1 2k2k1WEE 合外力对质点所作的功,等于质点动能的增量 . 功和动能都与 参考系有关；动能定理仅适用于惯性系 .注意现在学习的是第12页，共22页13例2.10 一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动，t0时物体静止于

6、原点，(1)若物体在力F34t N的作用下运动了3s，它的速度增为多大？(2)物体在力F34x N的作用下移动了3m，它的速度增为多大？解(1)由动量定理 ，得0dtF tmv30034dd2.7/10tFtttm smv(2)由动能定理 ，得201d2xF xmv30022(34 )dd2.3/10 xFxxxm smv现在学习的是第13页，共22页14三 势能 势能 与物体间相互作用及相对位置有关的能量 . p2p1P()WEEE 保守力的功弹性势能2p21kxE引力势能pMmEGr 重力势能mgzE p22011()22Wkxkx 弹弹力功0() ()MmMmWGGrr 引引力功0()W

7、mgzmgz 重重力功现在学习的是第14页，共22页15 势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关 .),(ppzyxEE 势能是状态函数0),(pp0d),(EzyxrFzyxE00pE令 势能是属于系统的 .讨论 势能计算pp0p)(EEEW现在学习的是第15页，共22页16pEyOmgyEp弹性势能曲线0, 0pEx重力势能曲线0, 0pEy引力势能曲线0,pErxOpE2p21kxErOpEpMmEGr四 势能曲线:由势能函数确定的势能随坐标变化的曲线.现在学习的是第16页，共22页17五 质点系的动能定理与功能原理1nn22221111i 1i 111dd22nnniiiiiii

8、jiiijFrfrmm 外vv 对所有质点求和可得1212221dd1122niiijijiiiiFrfrmm外vv 对第 个质点，有i1m2mimiF外iF内现在学习的是第17页，共22页18 质点系动能定理 WWWEEk2k1外内非内保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。 现在学习的是第18页，共22页19机械能pkEEE21WWEE外内非功能原理 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 21()pppWEEE 内保Ep表示势能总和 ()()WWEEEEk2k1p2p1外内非现在学习的是第

9、19页，共22页20pkEE ()EEEEp2p1k2k1当0WW外内非0EE 时，有()()WWEEEEk2p2k1p1外内非 功能原理六 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 .现在学习的是第20页，共22页21完全弹性碰撞（五个小球质量全同）现在学习的是第21页，共22页22 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现在学习的是第22页，共22页