[理学]Chp02大学物理大一上.ppt

一、牛顿第一定律(惯性定律) (Newton’s First Law) 运动状态与力 基本相互作用 强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离第二短的。 弱相互作用仅在微观尺度上起作用，起力程最短，强度在四种相互作用中排第三位。 电磁力，是一种相当强的作用力，在宇宙的四个基本的作用力它的强度仅次于强相互作用力 万有引力，是指具有质量的物体之间加速靠近的趋势，也万有引力是基本相互作用中作用力最微弱的，但是在超距上万有引力仍然具有吸引力的作用。 作业 2-5， 2－8(只要求计算所需时间，不计算上升最大高度)， 2－15 作业 2－17 一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零 N C v v m C s M 什么条件下, 一对内力做功为零? ? 无相对位移 ? 相互作用力与相对位移垂直 二、一对相互作用力的功 力作用点的位移不一定相同 P.40 定义：单位时间内力所作的功称为功率。 (1) 平均功率 (2) 瞬时功率 瞬时功率等于力和速度的标积。 功率的单位(SI)： —— 反映作功快慢程度的物理量 三、功率(power) §2-4 机械能 机械能守恒定律 一、质点的动能定理(theorem of kinetic energy) 1. 动能(kinetic energy) ——质点因有速度而具有的作功本领 单位：焦耳(J) 2. 质点的动能定理 合外力对质点所做的功等于质点动能的增量 问题：外力对物体作功，对物体运动状态的改变带来什么结果？ 合外力对质点所做的功等于质点动能的增量。 a ----- b 动能是标量，是状态量v的单值函数，也是状态量； 功与动能的本质区别：它们的单位和量纲相同， 但功是过程量，动能是状态量。 功是能量变化的量度； 动能定理由牛顿第二定律导出，只适用于惯性参 考系，动能也与参考系有关。 1. 重力(gravity)的功 物体从a到b重力做的总功： 结论：重力对小球做的功只与小球的始末位置有关，与小球的运动路径无关。 二、保守力 水平基准面 h o h2 h1 弹性力 弹性力的功为 2. 弹性力(elastic work)的功 结论：弹性力对小球做的功只与小球的始末位置有关，与小球的运动路径无关。 物体沿闭合路径绕行一周，这些力所做的功恒为零，具有这种特性的力统称为保守力(conservative force)。没有这种特性的力，统称为非保守力(nonconservative force) 或耗散力(dissipative force) 。 保守力：重力、弹性力、万有引力、静电力 非保守力：摩擦力、爆炸力 3. 保守力和非保守力 路径L1 路径L2 a m b L1 L2 三、势能 保守力做功只与位置有关 做功是能量变化的量度 位置 能量 什 么 关 系 ？ 凡保守力的功均可表示为与相互作用物体相对位置有关的某函数在始末位置的值之差，?将该函数定义为此物体系的势能，是状态函数。 1. 势能(potential energy) 2. 势能差 注：势能是相对的 势能为状态量，是状态(位置)的单值函数。其数值还与零势能点的选取有关。 只有保守力场才能引入势能的概念。 保守力 重 力 势能(EP ) 势能零点 势能曲线 质点mgh h=0 h Ep O r Ep 弹力 引力 x=0 r?? x Ep O O 几种常见的势能和势能曲线 保守力做的功等于势能增量的负值 3. 保守力的功与势能的关系 由势函数求保守力 保守力与势能的积分关系： 保守力与势能的微分关系： 四、质点系的动能定理 注：同一力对某一系统为外力，而对另一系统则可能为内力。 1. 内力和外力 内力——系统内质点间的相互作用力，质点系内质点间的内力总是成对出现，必有 外力——系统外的物体对系统内任一质点的作用力 2. 质点系的动能 由n个质点组成的质点系统中，考察第i个质点mi的运动，所有外力、内力共同对其做功，动能定理为 x y z O 对于整个系统，其动能定理为 3.质点系的动能定理 五、系统的功能原理 (principle of work and energy) 质点系的动能定理 定义机械能 质点系所受外力和非保守内力做功的总和等于质点系机械能的增量。 六、机械能守恒定律 1. 当各微元过程都满足 时， ，系统机械能守恒。 2. 当过程满足