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运动的守恒定律 (conservation law of motion) 第三章 冯小勤 物电学院 “名人名言” 走自己的路，任何时候都不要好高骛远，更不要灰心丧气，良好的心态和坚韧的毅力是你成功的忠实伴侣。 物理规律是分层次的，有的只对某些 具体事物适用，如胡克定律只适用于弹性 体；有的在一定范畴内成立，如牛顿定律适 用于一切低速运动的宏观物体； 有的则在自然界的所有领域起作用，属于自然界更深层次、最为基本的规律，如能量守恒、动量守恒等守恒定律。 宇宙大爆炸论提出时间是有起点的，时间不具有平移不变性了，能量守恒的理论基础将出现裂痕。同时又发现万有引力常数随时间变化，能量守恒定律面临挑战。 王燕生《东北大学学报》 （社会科学版） 1999年10月 第一卷第4期 前沿课题——能量守恒和宇宙大爆炸 保守力 成对力作功 势能 功能原理 机械能守恒定律 能量守恒定律 动量守恒定律 碰撞 质点的角动量 角动量守恒定律 本章主要内容 研究对象：质点系统 过程问题 守 恒 量：对于物体系统内发生的各种过程，如果某物理量始终保持不变，该物理量就叫做守恒量。 守恒定律：由宏观现象总结出来的最深刻、最简洁的自然规律。（动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律和角动量守恒定律等） 适用范围：不仅适用于宏观也适用于微观世界，不仅适用于任何物理过程，也适用于化学、生物等其他过程，是自然界的普遍规律。 2、保守力 conservative force ：作功的大小只与物体的始末位置有关，而与所经历的路径无关，这种力叫做保守力。重力、万有引力，弹性力及静电力都是保守力。没有这种性质的力称为非保守力nonconservative force (耗散力 dissipative force），如摩擦力。 §3.1 保守力 成对力作功 势能conservative force, work done by twin force, potential energy 一、保守力 conservative force 1、功与路径有关：由功的定义可知，一般来说，作功与路径有关。 3、保守力作功 work done by conservative force 有心力为例 central force r+D r r o A B q1 q2 路径1 路径2 有心力central force做功与路径无关 所做的功与路径无关，这种力称为保守力 conservative force 。 保守力沿任意闭合路径所做的功为零。 万有引力 universal gravitation , 静电力 electrostatic force, 弹性力 elastic force 4、保守力场： conservative force field 如果质点在某一部分空间内的任何位置，都受到一个大小和方向完全确定的保守力的作用，称这部分空间中存在着保守力场。 功的特点：(1)与路径无关； (2) 沿任意闭合路径一周重力作功必为零； (3)质点上升重力作负功。 二、几种常见力的功 work done by common forces 1、重力的功：work done by gravity 2、万有引力作功 Work done by universal gravitation o B A C 功的特点：(1)与路径无关； (2) 沿任意闭合路径一周引力作功必为零； (3) 质点移近时（r2r1）引力作正功。 功的特点：(1) 与路径无关； (2) 沿任意闭合路径一周弹力作功必为零； (3) 弹性形变减小时，弹力作正功。 3、弹簧的弹力的功： Work done by elastic force of spring 摩擦力功的特点：(1) 与路径有关； (2) 沿任意闭合路径一周摩擦力作功不为零； (3) 摩擦力永远作负功。 三、成对力的功 work done by twin force 力总是成对的，无论是保守力还是非保守力。设质量为 m1 和 m2 的两个物体分别受到 F1 和 F2 的力，且 F1= - F2 ， 4、摩擦力的功: Work done by friction 在 dt 时