第二章运动的守恒定律.ppt

由动能定理，得故绳与铅直线成θ角时，小球的速率为第29页，共85页，星期日，2025年，2月5日§2.3保守力势能保守力的功（1）重力的功地第30页，共85页，星期日，2025年，2月5日若物体沿另一路径adb，结果相同。重力的功只与运动物体的始末位置有关，与运动物体所经过的路径无关。地第31页，共85页，星期日，2025年，2月5日（2）弹性力的功弹性力为弹性力的功为第32页，共85页，星期日，2025年，2月5日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。第33页，共85页，星期日，2025年，2月5日（3）万有引力的功m在任一位置处所受的万有引力为万有引力的功为第34页，共85页，星期日，2025年，2月5日第35页，共85页，星期日，2025年，2月5日万有引力的功只与物体的始末位置有关，与物体的运动路径无关。第36页，共85页，星期日，2025年，2月5日保守力与非保守力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。没有这种特性的力，统称为非保守力。保守力：重力、弹性力、万有引力、静电力非保守力：摩擦力、爆炸力第37页，共85页，星期日，2025年，2月5日势能势能（势能函数）是由物体的相对位置决定的函数，与保守力做功有关，是状态函数。（1）势能差第38页，共85页，星期日，2025年，2月5日（2）势能第39页，共85页，星期日，2025年，2月5日第40页，共85页，星期日，2025年，2月5日（1）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。（2）势能属于物体与系统所共有。（3）只有保守力场才能引入势能的概念。第41页，共85页，星期日，2025年，2月5日势能曲线由势能函数求保守力（1）势能曲线（一）重力势能曲线（二）弹性势能曲线（三）引力势能曲线第42页，共85页，星期日，2025年，2月5日（2）由势能函数求保守力若质点A在保守力的作用下，沿某一给定的方向有微小的位移，由定义，势能增量为第43页，共85页，星期日，2025年，2月5日第44页，共85页，星期日，2025年，2月5日§2.4机械能守恒定律质点系的动能定理由n个质点组成的质点系统，受力分内力和外力。系统内各质点之间的相互作用力叫做内力，系统外的其它质点对系统内各质点的作用力叫做外力。第45页，共85页，星期日，2025年，2月5日则所有外力做功之和所有内力做功之和所有质点终态的总动能所有质点初态的总动能所有外力对系统做的功和内力对质点系所做的功之和等于系统总动能的增量。——系统的动能定理第46页，共85页，星期日，2025年，2月5日质点系的功能原理内力区分为保守内力和非保守内力，则根据势能定义于是或第47页，共85页，星期日，2025年，2月5日系统的总动能和势能之和称为系统的机械能，用E表示，则上式表示成质点系统在运动过程中，所有外力的功和系统内非保守内力的功的总和等于系统机械能的增量。——系统功能原理第48页，共85页，星期日，2025年，2月5日机械能守恒定律如果一个系统只有保守力做功，其它内力和一切外力都不做功，或所做功的代数和等于零，那末系统内质点间的动能和势能可以互相转换，但它们的总和保持不变。——机械能守恒和转换定律第49页，共85页，星期日，2025年，2月5日（1）明确系统中的物体；(2)前提:只有保守内力做功，其它内力和外力不做功，或它们的代数和为零，或可以忽略不计；(3)只适用于惯性参考系。因为在非惯性参考系中，即使满足上述条件，但由于惯性力可能做功，所以机械能不一定守恒；(4)与惯性参考系的选择有关。因为虽然与选取参考系无关，但是否为零则决定于参考系的选择。第50页，共85页，星期日，2025年，2月5日能量守恒定律能量不能消失，也不能创生，它只能从一种形式转换为另一种形式。——能量守恒和转换定律第51页，共85页，星期日，2025年，2月5日例一宇宙速度由地面处发射使物体绕地球运动（人造地球卫星）所需的最小