2-4功能原理.pptVIP

2-4 功能原理 机械能转换和守恒定律 一 保守力 二 系统的势能和保守力的功 四 功能原理 五 机械能转化和守恒定律 六 能量转化和守恒定律 预习要点 领会保守力的特征和势能的概念. 保守力的功与势能增量有怎样的关系? 功能原理的物理意义是怎样的? 质点组机械能守恒的条件是什么? A B 结论：重力做功与路径无关. 1 重力、 弹性力和万有引力作功的特点 1）重力作功 2）弹性力作功 结论：弹性力做功都与路径无关。 3）万有引力作功 结论：万有引力做功与路径无关. 保守力: 力所作的功与路径无关，仅与相互作用物体的相对位置有关，这种力称为保守力 . 保守力场: 某种保守力在空间的分布, 如引力场. 重力、弹性力和万有引力作功的计算式右方都出现了只与物体位置有关的差式，并且差式的两项具有同样的表达式. 鉴于功是能量变化的量度，显然，差式的两项应视为是与相互作用的两物体间的相对位置有关的能量，我们称之为势能，用Ep表示. 重力势能： 弹性势能： 引力势能： 重力、弹簧的弹性力、万有引力都是物体间相互作用的保守内力，对一切保守内力，都具有与之对应的势能. 在质点-地球系统中，重力作正功，重力势能减少；重力作负功，重力势能增加. 在质点-弹簧系统中，弹性力作正功，弹簧势能减少；弹性力作负功，弹性势能增加. 结论：系统中保守力所作的功等于与这种保守内力有关的系统势能增量的负值. 在引力场中，引力作正功，引力势能减少；引力作负功，引力势能增加. 2 势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有, 因此势能的绝对值没有意义 . 1 势能是由保守内力相联系的质点系的状态函数 令 4 势能是属于系统的，如说物体的势能不确切. 讨论 5 势能计算 3 保守力场中任意两点间的势能差与势能零点选取无关. 由质点间相对位置决定. 质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零． 非保守力：力所作的功与路径有关． （例如摩擦力） 6 作功与路径无关的数学表达式 三　势能曲线 弹性势能曲线 重力势能曲线 引力势能曲线 定义机械能: 由质点组动能定理 非保守力的功 质点组的功能原理: 质点组机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和. 当 时，有 功能原理 机械能守恒定律: 若外力不做功, 每一对非保守力也不做功, 即只有保守内力作功的情况下，质点组内部的机械能互相转化, 但总的机械能保持不变 . 能量既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体传递给其他物体, 或者从一种形式转换成另一种形式，这一结论叫做能量转化和守恒定律 . 　（1）生产实践和科学实验的经验总结； 　（2）能量是系统状态的函数； 　（3）系统能量不变，但各种能量形式可以互相转化； 　（4）能量的变化常用功来量度．