能量守恒定律ppt课件

1、1979年3月3日由先驱者号金星轨道探测器拍摄到的金星照片, 3 4 动能定理,一、 功,二、讨论：,1、功是一个过程量，是受力质点在运动过程力在空间 的积累；,2、功是相对量，功的选择与参照系的选择有关；,A,5、作用力和反作用力做的功的量值并不一定相同，这取决于两个相互作用的物体的位移是否相同。,3.功依赖于力和位移的相对方向,这一关系包含在元功的定义式中,4.力所做的功可以为正,为零或为负,这取决于力与位移之间的夹角,四、功率 功率是功与做功时间的比率 1、平均功率： 在时间间隔t内做功W的平均功率定义为:,2、瞬时功率：,功率为做功的瞬时速率,功率另一表达式:,功率,例1.,一 力作用

2、在一质量为3.0kg 的质点 上。已知质点的位置与时间的函数 关系为 x =3t - 4t2 + t3 。 求（1）作用力在最初 4 秒内所作的功。 （2）在 t = 1.0 秒时力对质点所作的瞬时功率。,例2.,F0R2 , B. 2 F0R2 , C. 3 F0R2 , D. 4 F0R2,O,x,y,B,例：,一人从10m深的井中提水。起始时桶中装有10kg的水， 由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。 求：水桶匀速地从井中提到井口，人所做的功。,解法一:,(1)受力分析:,任意时刻:,(2)建坐标系:0y,任意t时刻水桶中水的重量:,任意t时刻人的拉力:,将水桶匀速提到井口,人

3、所做的功:,解法二:建立oy坐标系,任意时刻:,水质量,将水桶匀速提到井口,人所做的功:,例4,如图所示，木块m沿固定光滑的斜面下滑，当下降h高度时，重力的瞬时功率是：,D,三、动能定理：,在质点从A运动到B的过程中,力对质点所做的功:,质点的动能定理: 合外力对质点所做的功等于质点动能的增量.,讨论:,(1)动能定理只适用于惯性系; (2)动能是描述物体运动状态的物理量,是状态函数; (3)动能具有相对性,与参照系的选择有关.,作业：,习题集第二章：p10 (一）7；（二）4、5、7（1）（2）；,教材p95 3-18、19、21、22,.2保守力与非保守力 势能,一、重力、万有引力、弹性力

4、做功：,1、重力做功：,重力作功特点:做功与运动物体经过的路径无关.,2、弹性力做功,求:从A到B弹簧弹性力作的功,物体从A到B弹簧弹性力作的功:,弹性力做功只与弹簧的起始状态,终了状态有关,与路径无关,3、万有引力做功,质点从点A运动到点B引力所作的总功为:,引力做功与路径无关,一维运动中，保守力的充分条件是力只 取决于质点的位置 。,三维运动中，力为位置的函数，只是判断保守力 的必要条件非充分 条件。只有当力可以表示为,例1,2、保守力做功与势能的关系,重力场,物体在任意位置处重力势能,弹性势能,弹性力场,万有引力场,万有引力势能,（无穷远为势能零点）,（以平衡位置为坐标原点，势能零点）,

5、三、势能定义：,保守力对物体做的功等于物体势能增量的负值,讨论：,1、势能是系统内物体间相互配置的单值函数。 2、势能属于相互作用的物体组成的系统，对于单个 物体势能没有意义。 3、势能是相对量，与其零点的选择有关。,引入势能的又一定义：,势能等于把质点从所求点经任意路径移到势能为零处， 保守力所做的功。,4、系统受多个保守力作用，系统总势能等于各项势能 之和。,5、势能曲线： 把势能和相对位置的关系绘成曲线,势能曲线,（1）根据势能曲线可以讨论质点的运动范围,（2）利用势能曲线可以判断物体在各个位置所受保守 力的大小和方向,保守力的功等于势能增量的负值,微分形式:,保守力沿某一坐标轴的分量等

6、于势能对此坐标的导数的负值,（2）利用势能曲线可以判断物体在各个位置所受保守 力的大小和方向,保守力的功等于势能增量的负值,微分形式:,保守力沿某一坐标轴的分量等于势能对此坐标的导数的负值,质点在力的作用下由位置 xa 运动到 xb.其力函数为： F = 3 + 5x - 2x3 (N）,判断此力是否为保守力？,例1,例2,已知：,求：,例3,有一弹簧秤,其标度从0到1200N的长度为0.1m。,（1）当弹簧秤拉伸0.1m及0.05m时，弹簧的势能是多少？,（2）当弹簧秤上挂600kg的重物时，弹簧的势能是多少？,Ep=0,3.3功能原理和机械能守恒定律,一、质点系的动能定理,系统的内力和外力

7、做功的总和等于系统动能的增量。,(一)对每一质点进行受力分析:,(二)对每一质点运用质点的动能定理:,.,二、质点系功能定理,质点系机械能的增量等于外力和非保守内力对质点 系做功之和。,分析:,(1)外力对多个质点组成的质点系所做的功,不等于系统所受合外力的功,三、机械能守恒定律,当作用于质点系的外力和非保守力不做功时，质点系的总机械能是守恒的。,(2)如果外力和系统内非保守内力不做功,讨论：,1、质点系机械能守恒，但系统的动能、势能仍在转化，各质点仍在彼此交换位置、速度。,2、系统机械能守恒条件：,若,机械能守恒？,机械能守恒是指系统的初态1和末态2之间任意一个状态,机械能必须守恒,x,初态为x中间态,四、守恒定律的深刻意义：,1、从方法论上看，利用守恒定律不必深究过程中的每一个细节，只需要研究系统的初态、末态。,2、从实质上看，守恒定律是宇宙中某种基本对称的结果 时间反演对称性。,例2：,如图所示：用一弹簧把两块质量分别为m1和m2的板连接起来，问在板m1上加多大的压力以使力停止作用后，恰能使m1在跳起来时m2稍被提起，设弹簧质量略去不计。,(1)建0 x坐标系, 选势能零点 x=0处为重力势能,弹性势能零点,解:,(2)设 m1 开始时坐标为x0,(3)设