保守力和非保守力ppt课件

1、3-5保守力与非保守力势能保守力与非保守力势能 保守力与非保守力保守力与非保守力万有引力万有引力 （重力）、（重力）、弹性力弹性力 保守力保守力:非保守力：非保守力： 摩擦力等摩擦力等本节重点研究保守力：功和能本节重点研究保守力：功和能功的大小只与物体的始末位置有关，而与所经功的大小只与物体的始末位置有关，而与所经历的路径无关，这类力叫做保守力。历的路径无关，这类力叫做保守力。mmrrermmGF2(1) (1) 万有引力作功万有引力作功一一 万有引力和弹性力作功的特点万有引力和弹性力作功的特点 对对 的万有引力为的万有引力为mmm挪动挪动 时，时， 作元功为作元功为 FrdrFWddrerm

2、mGrd2rrrdABrerrrdmmABreBArrrmGm| )1(cosrererrdd)(ABrrmmG11BArrermmGrFWdd2作功：作功： m从A到B的过程中FArBrrFWddrermmGrd2rdrdcosrddrr d12rrrBArrrrmmGWd2rmmABArBr)(ABrrmmGW11 万有引力作功万有引力作功 万有引力作功只与物体万有引力作功只与物体起点、终点的位置有关，与起点、终点的位置有关，与所经过的路径无关。所经过的路径无关。oxikxF弹力：F(2) (2) 弹性力作功弹性力作功21xxxxkdWWd)2121(2122kxkx x外FP物体在物体在

3、FF外外, ,位移：位移：x x设原长为坐标原点设原长为坐标原点,kxdxidxikxxdFdW)(21222121kxkxW 弹力作功弹力作功 弹力的功只与起点和终点的位置有关，弹力的功只与起点和终点的位置有关，与路径无关与引力的功相同）。与路径无关与引力的功相同）。 保守力所作的功与路径无关，仅与始、保守力所作的功与路径无关，仅与始、末位置有关末位置有关保守力作功的数学表达式保守力作功的数学表达式)2121(22ABkxkxW弹力的功弹力的功)()(ABrmmGrmmGW引力的功引力的功二保守力与非保守力二保守力与非保守力ADBACBrFrFd d则有：ABCD质点沿任意闭合路径运动一周时

4、，保守力作功为零质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力作功为零0d lrFWBDAACBlrFrFrFd d d保守力所作的功与路径无关：保守力所作的功与路径无关：ABCDADBACBrFrFdd非保守力：力所作的功与路径有关非保守力：力所作的功与路径有关(如摩擦力如摩擦力)保守力的环流为零xE p0弹力弹力221kxEpx = 0原长原长*重力重力 Ep=mgyy = 0 地面地面yE p0引力引力rmmGEp r = rE p0保守力保守力势能：势能：E p势能零点势能零点势能曲线势能曲线三、势能三、势能 功是能量变化的量度，保守力所作的功只与功是能量变化的量度，保守力所作的功只与始末位置有

5、关，保守力所做的功必定等于某种始末位置有关，保守力所做的功必定等于某种由位置决定的能量的变化。这种由位置决定的由位置决定的能量的变化。这种由位置决定的能量称为系统的势能。一种保守力对应一种相能量称为系统的势能。一种保守力对应一种相关势能。关势能。弹性势能弹性势能2p21kxE引力势能引力势能rmmGEp)kxkx(W21222121弹力的功弹力的功)rm mG()rm mG(W12引力的功引力的功 保守力的功保守力的功P1p2p)(EEEWmghEp重力势能重力势能12mghmghW重力的功重力的功保守力的功与势能的关系保守力的功与势能的关系 保守力的功：保守力的功： 保守力作功保守力作功 =

6、 势能增量的负值。势能增量的负值。 保守力作功保守力作功 = 势能减少势能减少PEW零势点prFEdp02pE令令 势能的积分式势能的积分式 ：)(p1p221EErdFWpp即任一点的势能等于把物体从该点移到势能零即任一点的势能等于把物体从该点移到势能零点的过程中，相应的保守力所做的功。点的过程中，相应的保守力所做的功。 势能具有相对性，与势能零点的选取有关势能具有相对性，与势能零点的选取有关.),(ppzyxEE 势能是状态的函数势能是状态的函数是坐标的函数是坐标的函数留意留意:通常取地面为重力势能的零点；取无穷远处为引力势通常取地面为重力势能的零点；取无穷远处为引力势能的零点；取平衡位置

7、处为弹性势能的零点。这样这能的零点；取平衡位置处为弹性势能的零点。这样这三种势能分别为：三种势能分别为：mgyEp重重力力势势能能：rmmGEp引引力力势势能能：221kxEp弹弹性性势势能能：留意：如果另选势能零点，则势能的值就不能留意：如果另选势能零点，则势能的值就不能用上式来计算了。用上式来计算了。 势能是属于系统的势能是属于系统的 势能差与势能零点选取无关势能差与势能零点选取无关mgyEp重重力力势势能能：地球与物体地球与物体 m 共同拥有共同拥有2p21kxE一、势能一、势能rmmGEp二、保守力：二、保守力：P1p2p)(EEEWmghEp小结小结:)(mghEp2m1momr0pEh零势点prFEdp设:质点:m, 离地面高度为: y)()(,EEEERpyRpRmm