§3-1保守力成对力作功势能-合肥工业大学-大学物理.ppt

§3-1 保守力 成对力作功 势能 1. 保守力与保守力的功 力的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，这类力叫做保守力。不具备这种性质的力叫做非保守力。 设质量为m的物体在重力的作用下从a点经任一路径acb 运动到b点。 1.1 重力作功 在元位移 中，重力 所做的元功是 重力作功 由此可见，重力作功仅仅与物体的始末位置有关，而与运动物体所经历的路径无关。 重力作功 设物体沿任一闭合路径 运动一周，重力所作的功为： 表明：在重力场中物体沿任一闭合路径运动一周时重力所作的功为零。 1.2 弹性力的功 弹簧劲度系数为k ，一端固定于墙壁，另一端系一质量为m的物体，置于光滑水平地面。设 两点为弹簧伸长后物体的两个位置， 和 分别表示物体在 两点时距 点的距离。 X O X xb O xa x X xb O xa x 由此可见，弹性力作功也仅仅与质点的始末位置有关，与具体路径无关。 弹性力的功 物体由xa 点运动到xb 点时，弹性力作功为 1.3 万有引力的功 两个物体的质量分别为M和m，它们之间有万有引力作用。设M静止，以M为原点O建立坐标系，研究m相对M的运动。 万有引力的功 由此可见，万有引力作功也仅仅与质点的始末位置有关，与具体路径无关。 2. 成对力的功 设有两个质点1和2，质量分别为 和 ， 为质点1受到质点2的作用力， 为质点2受到质点1的作用力，它们是一对作用力和反作用力， 成对力的功 由此可见，成对作用力与反作用力所作的总功只与作用力 及相对位移 有关，而与每个质点各自的运动无关。如刚体中的内力不做功 表明：任何一对作用力和反作用力所作的总功与参考系选择无关。 为质点2相对质点1的相对位矢 成对力的功 保守力的一般定义：在任意参考系中，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。 势能：质点在保守力场中与位置相关的能量。 3. 势能 几种常见的势能： 重力势能 弹性势能 万有引力势能 势能的一般性定义：保守力的功 保守力的功 成对保守内力的功等于系统势能的减少（或势能增量的负值）。 注意： （1）势能既取决于系统内物体之间相互作用的形式，又取决于物体之间的相对位置，所以势能是属于物体系统的，不为单个物体所具有。 （2）物体系统在两个不同位置的势能差可用成对保守力作的功来衡量。 （3）势能差有绝对意义，而势能只有相对意义。势能零点可根据问题的需要来选择。 势 能 * *