2021-2022学年高二物理竞赛课件：保守力 成对力的功势能.pptx

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1、保守力保守力 成对力的功成对力的功 势能势能一、一、保守力保守力 根据各种力做功的特点，可将力分为保守力和根据各种力做功的特点，可将力分为保守力和非保守力。非保守力。保守力（保守力（conservative force）：如：重力、万有引力、弹性力以及静电力等。如：重力、万有引力、弹性力以及静电力等。非保守力非保守力（non-conservative force）：如：摩擦力、回旋力等。如：摩擦力、回旋力等。做功与路径无关，只与始末位置有关的力。做功与路径无关，只与始末位置有关的力。做功不仅与始末位置有关，还与路径有关的力。做功不仅与始末位置有关，还与路径有关的力。保守力保守力 成对力的功成对

2、力的功 势能势能 能能量量是是反反映映各各种种运运动动形形式式共共性性的的物物理理量量，各各种种运运动动形形式式的的相相互互转转化化可可以以用用能能量量来来量量度度。各各种种运运动动形式的相互转化遵守能量守恒定律。形式的相互转化遵守能量守恒定律。与机械运动直接相关的能量是机械能，它是与机械运动直接相关的能量是机械能，它是物物体机械运动状态（即位置和速度）的单值函数，包体机械运动状态（即位置和速度）的单值函数，包括动能和势能。括动能和势能。能量能量 能量是物体状态的单值函数。物体状态发生变化，能量是物体状态的单值函数。物体状态发生变化，它的能量也随之变化。它的能量也随之变化。动能定理动能定理设质

3、点在变力设质点在变力 的作用下沿曲线从的作用下沿曲线从a点移动到点移动到b点，点，变力所做的功为：变力所做的功为：由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：定义质点的定义质点的动能（动能（kinetic energy）：则有则有 动能定理（动能定理（theorem of kinetic energy）：）：合外力对合外力对质点所做的功等于质点动能的增量。质点所做的功等于质点动能的增量。3.功是一个过程量，而动能是一个状态量。功是一个过程量，而动能是一个状态量。1.与参考系有关，动能定理只在惯性系中成立。与参考系有关，动能定理只在惯性系中成立。2.4.微分形式：微分形式：例例 装装有有货货物物的的木木箱箱

4、，重重量量G=980 N，要要把把它它运运上上汽汽车车。现现将将长长l=3 m的的木木板板搁搁在在汽汽车车后后部部，构构成成一一斜斜面面，然然后后把把木木箱箱沿沿斜斜面面拉拉上上汽汽车车。斜斜面面与与地地面面成成30角角，木木箱箱与与斜斜面面间间的的滑滑动动摩摩擦擦因因数数=0.20，绳绳的的拉拉力力 与与斜斜面面成成10角角，大大小小为为700 N。求求：（1）木木箱箱所所受受各各力力所所做做的的功功；（2）合合外外力力对对木木箱箱所所做做的的功功；（3）如如改用起重机把木箱直接吊上汽车能不能少做些功？改用起重机把木箱直接吊上汽车能不能少做些功？木箱所受的力分析如图所示木箱所受的力分析如图所

5、示。拉力拉力F 所做的功所做的功重力所做的功重力所做的功解：解：（1）每个力所做的功：）每个力所做的功：正压力所做的功正压力所做的功根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：摩擦力所做的功：摩擦力所做的功：（2）合力所做的功：）合力所做的功：（3）如改用起重机把木箱吊上汽车。）如改用起重机把木箱吊上汽车。所用拉力所用拉力 F 至少要等于重力。这时拉力所做的功为至少要等于重力。这时拉力所做的功为 等于重力所做的功，而符号相反，这时合外力所做的等于重力所做的功，而符号相反，这时合外力所做的功为零。功为零。与（与（1）中）中 F做的功相比较，用了起重机能够少做功。做的功相比较，用了起重机能够少做功。（1）

6、中推力）中推力 F 所多做的功：所多做的功：其中，其中，435 J 的功用于克服摩擦力，转变成热量；余下的功用于克服摩擦力，转变成热量；余下165 J 的功将使木箱的动能增加。的功将使木箱的动能增加。例例 柔软均质物体以初速柔软均质物体以初速v0 送上平台，物体前端在平台送上平台，物体前端在平台上滑行上滑行 s 距离后停止。设滑道上无摩擦，物体与台面间距离后停止。设滑道上无摩擦，物体与台面间的摩擦因数为的摩擦因数为 ，且，且 s，求初速度，求初速度v0。解：解：由动能定理：由动能定理：重力的功重力的功 重力做功只与质点的起始和终了位置有关，重力做功只与质点的起始和终了位置有关，而与而与所经过的

7、路径无关，所经过的路径无关，重力是保守力重力是保守力！设物体设物体m从从a点沿任一曲线移动到点沿任一曲线移动到b点。点。在元位移在元位移 中，重力所做的元功为中，重力所做的元功为 如果物体沿如果物体沿闭合路径闭合路径abcda运动一周，运动一周，容易计算重力所做的功为：容易计算重力所做的功为：讨论讨论 表明保守力沿任何闭合路径做功等于零。表明保守力沿任何闭合路径做功等于零。（L为任意闭合路径）为任意闭合路径）或或弹性力的功弹性力的功 弹性力做功只与质点的起始和终了位置有关，而弹性力做功只与质点的起始和终了位置有关，而与质点运动的路径无关，与质点运动的路径无关，弹性力是保守力弹性力是保守力！设光滑水平桌面一端固定设光滑水平桌面一端固定的轻弹簧的轻弹簧(k)，另一端连接，另一端连接质点质点 m，当质点由，当质点由a点运点运动到动到b点的过程中点的过程中：