大学物理功能原理和机械能守恒定律.ppt

势能零点： 研究对象：摆球、地球 守恒条件：只有重力做功，机械能守恒 小球质量m ，摆长 l ，正下方 C 点小钉，右边摆长l1 ，初始条件：摆锤拉开β 求：右边θ 角时 例题-4 复合摆问题 * 木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板之深度成正比，第一次钉入木板1cm , 第二次能钉入深度? 例题-5 木板钉钉问题 解：每一次铁锤做功 * 解：研究对象--桌面上水平部分 链条下落 x 时 例题-6 一匀质链条长 l ,质量m ，下垂的长度为a , 与桌面之间滑动摩擦系数为μ，链条由静止开始运动，求： (1) 链条离开桌面时,摩擦力功? 金属链条问题 * (2) 链条离开桌面时的速率是多少？ 动能定理： 解：研究对象—竖直部分链条 * 1、重力做功： 2、万有引力做功： 3、弹簧弹力做功： 小 结 4、保守力做功： 5、非保守力做功： * 6、重力势能： 7、万有引力势能： 8、弹性势能： 9、质点系的功能原理： 10、机械能守恒定律： * 1、掌握势能的概念; 2、掌握机械能守恒定律及其适用条件; 3、掌握运用机械能守恒定律分析问题的思想和方法; 要 求 * 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 第二章 质点动力学 第一篇 力学 牛顿第二定律-----------力的瞬时效应 质点的动能定理--------力的空间累积效应 质点系的动能定理 质点的内力做功进一步分析 2.4 功能原理和机械能守恒定律 * 重力对质点做功，只与始末位置有关，而与路径无关 一质点沿ACB 路径运动，重力做功 同样： 2.4.1 保守力的功和势能 2.4.1.1 重力做功 地面附近 为常数 假设：质点在 xoy 竖直平面内运动 考虑两点 * 2.4.1.2 万有引力做功 宇宙星际之间存在万有引力，两星球质量 M、 m ， 距离 r ， m 受 M 的引力 假设：质点 m 沿某一路径有一微小位移 而 * 万有引力做功，只与质点始末位置有关，而与路径无关。 与重力做功特点相同 于是有 * 2.4.1.3 弹簧的弹性力做功 取平衡位置为 ox 轴原点 在弹性限度内，弹簧弹力对物体做功只与弹簧端点始末位置有关，而与弹簧的变形过程无关。 点击演示 * 摩擦力做功不但与始末位置有关，而且与路径有关 2.4.1.4 摩擦力做功 水平面内一物体质量 m 与水平面的滑动摩擦系数 方向总是与 方向相反 * 2.4.1.5 保守力与非保守力 非保守力 做功与物体的始末位置有关，与路径有关 例如：摩擦力 保守力的数学表述 以重力做功为例 由保守力的做功特点 方向不变 方向相反 做功只与物体始末位置有关，与所路径无关 例如：重力、万有引力、弹簧弹力、静电力 保 守 力 * 例如：摩擦力做功---物体做圆周运动一周 即 闭合回路的线积分 物体沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所做的功为零 对于非保守力 * 2.4.1.6 势能 重力做功 万有引力做功 弹性力做功 归纳三个公式：等式左边是保守力所做的功，等式右边是只与坐标位置有关的量之差值，是某种能量的变化。 ----这种与位置有关的能量称为位能(势能) * 保守力做功可表示为 物理意义 保守力对物体做功，等于物体势能增量的负值 保守力做正功，势能减少；保守力做负功，势能增加 例如：重力做正功时，重力势能减少，反之亦然 定 义 重力势能 万有引力势能 弹性势能 * 势能零点的规定 重力势能----------地面势能为 0 ，地面以上为正 万有引力势能----无限远处势能 0 ，任意点为负 弹力势能----------平衡位置势能为 0 ，任意点为正 势能值没有绝对意义，只有相对意义。处于某一位置的质点，其势能的大小与势能零点的位置选择有关，零点位置不同，势能值就不同。 要 点 (1)、势能是状态量(状态函数) 是位置坐标的函数 是运动速度的函数 比