大学物理A第4章-机械功和能.pptVIP

2024/11/51第四章能量守恒定律

2024/11/52一掌握功的概念,能计算变力的功,理解保守力作功的特点及势能的概念,会计算万有引力、重力和弹性力的势能.二掌握动能定理、功能原理和机械能守恒定律,掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法.教学根本要求

2024/11/531能量是一个普适的物理量。是唯一的可量度各种不同运动形式在相互转化中的数量关系的物理量。2任一研究对象〔称为系统〕其内部各种形式的能量可以相互转化和传递，只要不与外界交换能量，系统的总能量保持不变。3能量是系统状态的函数；功是系统能量变化的量度。系统能量随其状态而变化时，必伴有外界对系统作功．系统从一个状态变化到另一个状态所引起的机械能的变化，可用状态变化过程中外界对系统所作功的多少来量度。

2024/11/54一、力的功1恒力的功力对质点作功：如果力F作用在物体上，使物体运动一定距离s只有位移方向上的分量作功如果与位移如图有一定夹角时，力对质点作功为：

2024/11/552变力的功在实际问题中经常遇到的是变力作功问题。力的大小和方向都随时间发生变化。如何处理变力作功问题？解决方法：1.无限分割路径；2.以直线段代替曲线段；3.以恒力的功代替变力的功；4.将各段作功代数求和；

2024/11/56当N→时

2024/11/57直角坐标系：自然坐标系：1.在直角坐标系下，功与力和路径有关说明

2024/11/582.合力的功等于各分力的功的代数和。[S][S?]oBuo?(t2)3.与参照系无关，位移与参照系有关，故W与参照系有关。

2024/11/59力的累积效应对积累对积累

2024/11/510力对质点所作的功为力在质点位移方向的分量与位移大小的乘积.〔功是标量，过程量〕二、功的计算力的空间累积效应:，动能定理.B**A对积累

2024/11/511合力的功=分力的功的代数和变力的功

2024/11/512功的大小与参照系有关功的量纲和单位平均功率瞬时功率功率的单位（瓦特）

2024/11/513例4-1一质量为m的小球竖直落入水中，刚接触水面时其速率为.设此球在水中所受的浮力与重力相等,水的阻力为,b为一常量.求阻力对球作的功与时间的函数关系.解如图建立坐标轴又由第二章知

2024/11/514解如图建立坐标轴即

2024/11/515四质点的动能定理

2024/11/516动能（状态函数）动能定理合外力对质点所作的功,等于质点动能的增量.功和动能都与参考系有关；动能定理仅适用于惯性系.注意

2024/11/517例题4-2力(SI)作用在的质点上。物体沿x轴运动，时，。求前二秒内力对作的功。解

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2024/11/519例题4-3质量为2kg的物体沿x轴正方向无摩擦地运动，设时，物体位于、速度，设物体在力N的作用下运动了时，求它的速度为多少？

2024/11/520例题4-4、质量为的物体作直线运动，受力与坐标关系如下图。假设时，，试求时，

2024/11/5211〕万有引力作功以为参考系，的位置矢量为.五万有引力、重力、弹性力作功的特点对的万有引力为由点移动到点时作功为

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2024/11/523AB2〕重力作功

2024/11/5243〕弹性力作功

2024/11/525保守力:力所作的功与路径无关，仅决定于相互作用质点的始末相对位置.六保守力和非保守力重力功弹力功引力功

2024/11/526非保守力:力所作的功与路径有关.〔例如摩擦力〕物体沿闭合路径运动一周时,保守力对它所作的功等于零.

2024/11/527七势能势能与物体间相互作用及相对位置有关的能量.保守力的功弹性势能引力势能重力势能弹力功引力功重力功

2024/11/528势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关.势能是状态函数令势能是属于系统的.讨论势能计算

2024/11/529八势能曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势