[理学]11级大学物理第三章xqw.ppt

四、万有引力的功　引力势能 universal gravitational potential energy 设m? 远大于m， m? 静止不动， m? 对m的引力为 当m 从 a 点运动到 b 点，引力的功为 a b O 结果仅与初末位置有关，与路径无关。 引入引力势能，即 选无穷远点为势能零点，质点m 在任一位置引力势能为： 万有引力所作的功等于引力势能增量的负值 五、 保守力和非保守力，一般势能概念 Conservative force and nonconservative force 保守力 使物体从一点移至另一点所作的功仅与物体的初末位置有关，与路径无关的力 或 对沿任意闭合路径运动一周的物体所作的功为零的力 非保守力 力的功与路径有关 重力、弹性力、万有引力和静电力为保守力 如摩擦力、汽车的牵引力等 重力场中的宇航员 静电场 保守力的势能 在保守力场中物体从 a 点运动到 b 点保守力所作的功等于势能增量的负值 保守力的功 保守力 a b 保守力的势能零点 令 * * 第三章 功和能 Work and Energy §3-1 功 功率 §3-2 动能 动能定律 §3-3 势能 §3-4 功能原理 机械能守恒定律 §3-5 能量守恒定律 4. 掌握机械能守恒定律，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。 1. 掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。 2. 理解保守力作功的特点及势能的概念。会计算重力、弹性力和万有引力势能。 3. 掌握质点的动能定理。 §3-1 功 功率 功 当物体受到力的作用并且沿力的方向有一位移时，则该力对物体作了功。 举重过程中对杠铃作了功 保持姿势时虽很吃力但对杠铃并不作功 Work and Power 显然 功的单位为焦耳（J） 1 J= 1 N·m = 1 kg·m2/s2 力与运动 方向的夹角 物体在恒力 作用下沿直线运动，位移为 ，恒力对物体（质点）所作的功为 ? ? 矢量的标积 一、恒力的功 Work done by a constant force 力的大小和 方向不变 ? ? 二、变力的功（Work done by a variable force） 质点在变力 作用下沿曲线从 a 点运动到 b 点。 曲线上各小段对应的位移分别为 在各小段上质点受力视为恒力 可视为恒力 可视为直线段 在位移 中力 的元功为 a b 从 a 点运动到 b 点力作的功近似等于各元功之和 当 力 作的总功为 a b O 通常质点的元位移表示为 则力 作的总功为 质点位移 时，位矢由 变为 ，则 1. 质点曲线运动时恒力作的功 a b O 恒力与位置无关 2. 质点直线运动时变力所作的功 结果表明作的功与路径无关。 ? xa x xb x 3. 合力的功 在运动过程，质点受几个力的作用，合力 合力的功为 即合力的功等于各个分力的功的代数和。 三、 功率 Power 表示作功快慢的物理量 功率的单位为焦耳每秒，即瓦特，简称瓦（W） 平均功率 瞬时功率 功率恒定时，速度越快，驱动力、牵引力越小 Example 3-1:一个质点同时在几个力作用下的位移为： 其中一个力为恒力 , 则此力在该位移过程中所作的功为 [ ] （A）67J. （B）91J. （C）17J. （D）-67J.。 A Example 3-2:一物体在X轴上运动，受到该方向上力F=-5x的作用，求物体从 运动到 过程中F所作的功。 解：根据功的定义，有： xa x