[工学]TM13-5势力场势能机械能守恒定律725KB.ppt

理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 势力场·势能· 机械能守恒定律 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 一、势力场 二、势能 三、零势能位置 四、有势力的功 五、机械能守恒定律 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 六、应用机械能守恒定理求解 的例题 七、应用机械能守恒定律解题 步骤 八、势力场的其他性质 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 一、势力场 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 1．力场 如果一物体在某空间任一位置都 受到一个大小和方向完全由所在位置 确定的力作用，则这部分空间称为力 场。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 例如物体在地球表面的任何位置 都要受到一个确定的重力的作用，我 们称地球表面的空间为重力场。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 又如星球在太阳周围的任何位置 都要受到太阳的引力的作用，引力的 大小和方向决定于此星球相对于太阳 的位置，我们称太阳周围的空间为太 阳引力场，等等。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 2．有势力（或保守力） 如果物体在力场内运动，作用于 物体的力所作的功只与作用点的初始 位置和终了位置有关，而与该点的轨 迹形状无关，这种力场称为势力场（ 或保守力场）。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 在势力场中，物体受到的力称为 有势力或保守力。 由本章§13-1知， 重力、弹性力 作的功都有这个特点，因此它们都是 保守力。可以证明，万有引力也是保 守力。于是重力场、弹性力场、万有 引力场都是势力场。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 二、势能 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 1．势能和零势能点 在势力场中，质点从点 M 运动 到任选的点 M0， 有势力对质点所作 的功，称为质点在点 M 相对于点M0 的势能。以V 表示为 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 （13-25） 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 点 M0 的势能等于零， 我们称它 为零势能点。 在势力场中，势能的大小是相对 于零势能点而言的。零势能点M0可以 任意选取，对于不同的零势能点，在 势力场中同一位置的势能可有不同的 数值。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 2．几种常见的势能 现在计算几种常见的势能。 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 （1）重力场中的势能 重力场中，以铅垂轴为 z 轴，z0 处为零势能点。质点于 z 坐标处的势 能V 等于重力mg由 z 到z0 处所作的功， 即 （13-26） 理论力学 13-5势力场·势能·机械能守恒定律 （2）弹性力场中的势能 设弹簧的一端固定，另一端与物 体连接，弹簧的刚度系数为 k， 以变 形量为 处为零势能点，则变形量 为 处的弹簧