张惠Y功和能.ppt

试验证明： 微观体系如果同时进行空间镜像、时间反演和正反变换 的组合变换，则 体系的性质和规律无论在那种相互作用中都是不变的 （正反粒子变换） 4.11 碰撞 一. 微观 粒子间相互作用是非接触的，双方有很强的相互斥力，迫使它们碰撞前就偏离原来运动方向而分开, 称为散射. 二. 宏观 在接触前无相互作用的碰撞两粒子直接接触, 相互作用强. 忽略外力作用时, 两体系统总动量守恒. 质心动能 不变 相对动能 改变 1. 完全弹性碰撞 ------ 弹性碰撞 碰撞过程中 总动量守恒 Ekr 守恒 2. 完全非弹性碰撞 碰撞过程动量守恒, Ekr 耗散掉 碰后两物体不再分离. 即 第4章　功和能 4.1　功 物体作直线运动，恒力做功 物体作曲线运动，变力做功 A B 元功： 总功： 质点同时受几个力作用时 合力的功等于各分力沿同一路径所做功的代数和 计算力对物体做功时， 必须说明是哪个力对物体沿哪条 路径所做的功。 4.2　动能定理 由 代入上式 因为： 1. 质点动能 或 2. 质点的动能定理 合外力对质点所做的功（其它物体对它所做的总功） 等于质点动能的增量 3. 质点系的动能定理 对n个质点组成的质点系： m1: 对每个质点分别使用动能定理 m2: mn: …………… 3. 质点系的动能定理 对n个质点组成的质点系： m1: 对每个质点分别使用动能定理 m2: mn: …………… 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。 注意：内力能改变系统的总动能，但不能改变系统的总动量。 4. 质点系的动能 --- 质心速度 --- 质点相对质心的速度 设 ---- 柯尼希定理 （内动能） （自旋动能） 4.3　一对力的功 相互作用的两个质点m1和m2 作用力 和反作用力 做功之和是否为0？ 0 A1 B1 A2 B2 m1 m2 两个质点间的“一对力”做功之和等于其中一个质点受的力 沿着该质点相对于另一质点所移动的路径所做的功。 光滑 光滑 作用力 做功是否为0？ 做功之和是否为0？ 反作用力 做功是否为0？ 不光滑 4.4　保守力 h b a 以重力做功为例 重力做功与路径无关 也可以写成 A B L m1 m2 一对万有引力做的功 为单位矢量 如果一对力做的功与相对路径的形状无关，而只决定于相互作用的质点的始末相对位置，这样的力叫保守力 重力、弹性力、万有引力、静电力都具有上述特点： 1. 任意两点间做功与路径无关, 即 L1 A B L2 2. 沿任意闭合回路做功为 0. 即 沿任意回路做功为零的力 或做功与具体路径无 关的力都称为保守力. 例: 定向力和有心力都是保守力 从对称性角度看 保守力: 具有时间反演不变 非保守力: 不具有时间反演不变 当 不变时 不变 保守力作功等于势能减少. A? B 点 若选 B 为计算势能参考点, 取EpB = 0 势能 相对量: 相对于势能 零点的 系统量: 是属于相互作用的质点共有的 4.5 势能 (沿任意路径） (沿任意路径） 系统在任一位形时的势能等于它从此位形沿任意路径改变至势能零点时保守力所做的功。 势能定义 4.6 引力势能 m1 , m2 两质点引力势能 选 rB=? 为零势点,EpB=0 重力势能: 选h=0 为零势点,EpB=0 4.7 弹性势能 f xA xB 0 x 选 XB=0处（弹簧自然伸长位置）为零势点,EpB=0 则 引力势能: 选 ? 处为零势点 弹性势能: 重力势能: 引力势能 弹性势能 重力势能 选 弹簧自然伸长位置为零势点 选 h=0处为零势点 引力势能: 弹性势能: 重力势能: 引力 弹性力 重力 4.8 由势能求保守力 势能定义 保守力等于势能的负梯度 一维保守力指向势能下降方向, 其大小正比于势能曲线的斜率. 拐点 势能“谷”或势阱 f x x2 x3 x4 x5 势能曲线 x x1 x2 x3 x4 x5 6 5 4 3 2 1 E .势能曲线 1. 一维系统如何用势能来求力? 保守力作功等于势能减少 势能曲线形象地表示出了系统的稳定性. 势能“峰” f f “峰” 非稳定平衡点 f f “谷” 稳定平衡点 原子之间的相互作用力 -- 保守力，可用势能曲线表示: 当 r r1 时，势能急剧上升， 使原子间彼此不能进一步靠近. 当 r =r0 时 势能低谷或势阱（最低点） 稳定平衡位置,