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文档简介

1、 保守力 与非保守力 势能1. 保守力 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。不具备这种性质的力叫做非保守力。 设质量为m的物体在重力的作用下从a点任一曲线acb运动到b点。1.1 重力作功 在元位移 中,重力 所做的元功是 重力作功 由此可见,重力作功仅仅与物体的始末位置有关,而与运动物体所经历的路径无关。重力作功 设物体沿任一闭合路径 运动一周,重力所作的功为:重力作功 表明:在重力场中物体沿任一闭合路径运动一周时重力所作的功为零。1.2 弹性力的功 弹簧劲度系数为k ,一端固定于墙壁,另一端系一质量为m的物体,置于光滑水平地面。设 两点为弹簧伸长后物体的

2、两个位置, 和 分别表示物体在 两点时距 点的距离。XOXxbOxaxXxbOxax 由此可见,弹性力作功也仅仅与质点的始末位置有关,与具体路径无关。弹性力的功1.3 万有引力的功 两个物体的质量分别为M和m,它们之间有万有引力作用。M静止,以M为原点O建立坐标系,研究m相对M的运动。万有引力的功 由此可见,万有引力作功也仅仅与质点的始末位置有关,与具体路径无关。保守力的功的特点: 1、保守力的功只决定于移动物体的始末位置,与移动 物体路径无关。 2、沿闭合路径移动物体一周,保守力所作的功等于零。 保守力所作的功与路径无关,仅决定于始、末位置重力、弹性力、万有引力、静电场力等均为保守力。 非保

3、守力所作的功与路径有关。摩擦力非保守力 势能() :由物体的相对位置所确定的系统能量。3. 势能几种常见的势能:重力势能弹性势能万有引力势能地面(h = 0)为势能零点弹簧自由端为势能零点无限远处为势能零点势 能说明:(1)势能是一个系统的属性。势能的大小只有相对的意义,相对于势能的零点而言。(2)(3)势能的零点可以任意选取。 设空间rO点为势能的零点,则空间任意一点 r的势能为:结论: 空间某点的势能Ep在数值上等于质点从该点移动到势能零点时保守力做的功。保守力做的功与势能的关系:物体在保守力场中a、b两点的势能Epa与 Epb之差,等于质点由a点移动到b点过程中保守力所做的功Wab。保守力做功在数值上等于系统势能的减少。保守力功与势能的积分关系:保守力功与势能的微分关系: 例 一轻弹簧的劲度系数为k =100N/m,用手推一质量 m =0.1 kg 的物体把弹簧压缩到离平衡位置为x1=0.02m处, 如图所示。放手后,物体沿水平面移动到x2=0.1m而停止。 放手后,物体运动到 x 1 处和弹簧分离。在整个过程中,解求物体与水平面间的滑动摩擦系数。摩擦力作功弹簧弹性力作功根据动能定

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