第三节功和能讲述.ppt

* 第三节 能量守恒定律 一、功 恒力的功 力对质点所作的功等于该力在位移方向上的分量与位移大小的乘积 m m F F ? S 说明 功是标量，没有方向，只有大小，但有正负 qp/2，功W为正值，力对物体作正功； qp /2，功W=0，力对物体不作功； qp /2，功W为负值，力对物体作负功，或物体克服该力作功。 单位：焦耳(J) 1J=1N·m 位移无限小时：元功 变力的功 把物体运动的轨迹分成许多微小的位移元，在每一个位移元内，力可视为不变，则在在每一个位移元内，力所作的功为 总功 合力的功 合力对质点所作的功，等于每个分力所作的功的代数和。 二、势能 1、万有引力、弹性力作功的特点 引力作功只与质点的起始和终了位置有关，而与质点所经过的路径无关 万有引力的功 弹性力作功 弹性力作功只与质点的起始和终了位置有关，而与质点所经过的路径无关。 2、保守力与非保守力 保守力：物理学上把具有作功只与初始和终了位置有关而与路径无关这一特点的力称为保守力； 例如：万有引力、重力、弹性力 非保守力：把具有作功与路径有关的力称为非保守力。 例如：摩擦力 3、势能 在具有保守力相互作用的系统内，只由质点间的相对位置决定的能量称为势能 重力势能 引力势能 弹性势能 保守力作功等于势能增量的负值 4、关于势能的说明 只有对保守力，才能引入势能的概念 势能是物体状态的函数 势能具有相对性，势能的值与势能的零点有关 重力势能：零点可以任意选择，一般选地面的重力势能为零； 引力势能：零点选在无穷远点； 弹性势能：零点选在弹簧的平衡位置。 势能属于系统，势能是由于系统内各物体间具有保守力作用而产生的。 重力势能：物体和地球组成的系统 引力势能：两个物体组成的系统 引力势能：物体和弹簧 三、质点的动能定理 1、问题： 一质量为m的物体在合外力F的作用下，由A点运动到B点，其速度的大小由v1变成v2。求合外力对物体所作的功与物体动能之间的关系。 定义：动能Ek= mv2/2 单位：J 量纲：ML2T－2 2、质点的动能定理： 合外力对质点所作的功等于质点动能的增量。 3、说明 W为合外力对质点所作的功 只有合外力对质点作功，质点的动能才发生变化 质点的动能定理只适用于惯性系 能是运动状态的函数,是个态函数 功是个过程量,是能量改变的量度 四、功和能的关系 五、质点系的功能原理 系统的动能与势能之和为系统的机械能 质点系的功能原理 质点系的机械能的增量等于外力和非保守内力对系统所作的功之和。