3运动的守恒定律1课件

例3：一质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为r的光滑圆轨道ADCB下滑。试求小球到达点C时的角速度和对圆轨道的作用力。解：研究对象：小球参考系：地面，建立自然坐标系受力分析：例3：一质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为r的光滑圆轨1婉约,缠绵,灵动兼保守的中国建筑！

婉约,缠绵,灵动兼保守的中国建筑！2conservativeforce

保守力的普遍定义：在任意的参考系中，成对保守力的功只取决于相互作用质点的始末相对位置，而与各质点的运动路径无关。

保守系统（守恒系统）：所有的作用力都是保守力的系统。conservativeforce保守力的普遍定义3§3-1保守力与非保守力势能1.保守力1.1重力作功§3-1保守力与非保守力势能1.保守力1.1重42弹性力作功xOxFmxbxa弹性力2弹性力作功xOxFmxbxa弹性力53万有引力作功3万有引力作功6保守力：作功只与初始和终了位置有关而与路径无关。这一特点的力——万有引力、重力、弹性力。非保守力：作功与路径有关的力——如摩擦力数学表达式质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零。保守力：作功只与初始和终了位置有关而与路径无关。非7二、势能—与质点在保守力场中的位置有关的能量。

万有引力的功重力的功弹力的功引力势能重力势能弹性势能二、势能—与质点在保守力场中的位置有关的能量。万有引力的功8讨论：（1）势能是物体状态的函数。（2）势能的大小具有相对性，其值与势能的零点的选取有关。但两点间的势能差则是绝对的，与势能零点的选取无关。（3）势能是属于相互作用为保守力的物体所组成的系统的。讨论：（1）势能是物体状态的函数。（2）势能的大小具有相对性9三、势能曲线重力势能曲线引力势能曲线弹性势能曲线三、势能曲线重力势能曲线引力势能曲线弹性势能曲线10一维情况下利用势能曲线，可判断质点在任一位置的保守力三维情况下一维情况下利用势能曲线，可判断质点在任一位置的保守力三维情11§3-2功能原理机械能守恒定律1.质点系统动能定理2.系统的功能原理§3-2功能原理机械能守恒定律1.质点系统动能定理12OX例1一长为l，密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为，将其卷成一堆放在地面上，如图所示。若用手握住链条的一端，以加速度a从静止匀加速上提。当链条刚好被完全提起时，求链条内力所作的功。解：OX例1一长为l，密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为13例2一汽车的速度v0=36km/h,驶至一斜率为0.010的斜坡时，关闭油门。设车与路面间的摩擦阻力为车重G的0.05倍，问汽车能冲上斜坡多远？解一：取汽车为研究对象。汽车上坡时，受到三个力的作用。根据动能定理：sGG1G2Nfrtg=0.010，夹角很小例2一汽车的速度v0=36km/h,驶至一斜率为0.0114或代入已知数字得解二：取汽车和地球这一系统为研究对象，则系统内只有汽车受到和两个力的作用，运用系统的功能原理，有或代入已知数字得解二：取汽车和地球这一系统为研究对象，则系统15如果一个系统内只有保守内力做功，或者非保守内力与外力的总功为零，则系统内各物体的动能和势能可以互相转换，但机械能的总值保持不变。这一结论称为机械能守恒定律。常量或3.机械能守恒定律条件:定律:如果一个系统内只有保守内力做功，或者非保守内力与外力164.能量守恒定律

一个孤立系统经历任何变化时，该系统的所有能量的总和是不变的，能量只能从一种形式变化为另外一种形式，或从系统内一个物体传给另一个物体。这就是普遍的能量守恒定律。宏观系统的总能量：内能+动能+重力势能+静电能+磁能+形变能+表面能+…广义内能：由系统内部状况决定的能量，即全部微观粒子各种能量的总和，包括微观粒子的动能、势能、化学能、电离能、核能等等的总和。4.能量守恒定律一个孤立系统经历任何变化时，该系17例3起重机用钢丝绳吊运一质量为m的物体，以速度v0作匀速下降，如图所示。当起重机突然刹车时，物体因惯性进行下降，问使钢丝绳再有多少微小的伸长？(设钢丝绳的劲度系数为k，钢丝绳的重力忽略不计)。这样突然刹车后，钢丝绳所受的最大拉力将有多大？零重力势能点零弹性势能点x0hGTv0例3起重机用钢丝绳吊运一质量为m的物体，以速度v0作匀18解

由物体、地球和钢丝绳所组成的系统。除重力和钢丝绳中的弹性力外，其它的外力和内力都不作功，所以系统的机械能守恒。xo位置的机械能:最低位置的机械能:x0=G/k=mg/k解由物体、地球和钢丝绳所组成的系统。除重力和钢丝绳中的19钢丝绳所受的最大拉力：由此式可见，如果v0较大，T'm也较大。所以对于一定的钢丝绳来说，应规定吊运速度v0不得超过某一限值。钢丝绳所受的最大拉力：由此式可见，如果v0较20

例4如图所示，用一弹簧把两块质量分别为和的板连接起来。问在上需要加多大的压力方可在力停止作用后，恰能使在跳起时稍被提起。弹簧的质量忽略不计。oyy2y1例4如图所示，用一弹簧把两块质量分别为和21oyy2y1FF1解

根据受力平衡有被提起必须满足oyy2y1FF1解根据受力平衡有被提起必须满足22例3：一质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为r的光滑圆轨道ADCB下滑。试求小球到达点C时的角速度和对圆轨道的作用力。解：研究对象：小球参考系：地面，建立自然坐标系受力分析：例3：一质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为r的光滑圆轨23婉约,缠绵,灵动兼保守的中国建筑！

婉约,缠绵,灵动兼保守的中国建筑！24conservativeforce

保守力的普遍定义：在任意的参考系中，成对保守力的功只取决于相互作用质点的始末相对位置，而与各质点的运动路径无关。

保守系统（守恒系统）：所有的作用力都是保守力的系统。conservativeforce保守力的普遍定义25§3-1保守力与非保守力势能1.保守力1.1重力作功§3-1保守力与非保守力势能1.保守力1.1重262弹性力作功xOxFmxbxa弹性力2弹性力作功xOxFmxbxa弹性力273万有引力作功3万有引力作功28保守力：作功只与初始和终了位置有关而与路径无关。这一特点的力——万有引力、重力、弹性力。非保守力：作功与路径有关的力——如摩擦力数学表达式质点沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零。保守力：作功只与初始和终了位置有关而与路径无关。非29二、势能—与质点在保守力场中的位置有关的能量。

万有引力的功重力的功弹力的功引力势能重力势能弹性势能二、势能—与质点在保守力场中的位置有关的能量。万有引力的功30讨论：（1）势能是物体状态的函数。（2）势能的大小具有相对性，其值与势能的零点的选取有关。但两点间的势能差则是绝对的，与势能零点的选取无关。（3）势能是属于相互作用为保守力的物体所组成的系统的。讨论：（1）势能是物体状态的函数。（2）势能的大小具有相对性31三、势能曲线重力势能曲线引力势能曲线弹性势能曲线三、势能曲线重力势能曲线引力势能曲线弹性势能曲线32一维情况下利用势能曲线，可判断质点在任一位置的保守力三维情况下一维情况下利用势能曲线，可判断质点在任一位置的保守力三维情33§3-2功能原理机械能守恒定律1.质点系统动能定理2.系统的功能原理§3-2功能原理机械能守恒定律1.质点系统动能定理34OX例1一长为l，密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为，将其卷成一堆放在地面上，如图所示。若用手握住链条的一端，以加速度a从静止匀加速上提。当链条刚好被完全提起时，求链条内力所作的功。解：OX例1一长为l，密度均匀的柔软链条，其单位长度的质量为35例2一汽车的速度v0=36km/h,驶至一斜率为0.010的斜坡时，关闭油门。设车与路面间的摩擦阻力为车重G的0.05倍，问汽车能冲上斜坡多远？解一：取汽车为研究对象。汽车上坡时，受到三个力的作用。根据动能定理：sGG1G2Nfrtg=0.010，夹角很小例2一汽车的速度v0=36km/h,驶至一斜率为0.0136或代入已知数字得解二：取汽车和地球这一系统为研究对象，则系统内只有汽车受到和两个力的作用，运用系统的功能原理，有或代入已知数字得解二：取汽车和地球这一系统为研究对象，则系统37如果一个系统内只有保守内力做功，或者非保守内力与外力的总功为零，则系统内各物体的动能和势能可以互相转换，但机械能的总值保持不变。这一结论称为机械能守恒定律。常量或3.机械能守恒定律条件:定律:如果一个系统内只有保守内力做功，或者非保守内力与外力384.能量守恒定律

一个孤立系统经历任何变化时，该系统的所有能量的总和是不变的，能量只能从一种形式变化为另外一种形式，或从系统内一个物体传给另一个物体。这就是普遍的能量守恒定律。宏观系统的总能量：内能+动能+重力势能+静电能+磁能+形变能+表面能+…广义内能：由系统内部状况决定的能量，即全部微观粒子各种能量的总和，包括微观粒子的动能、势能、化学能、电离能、核能等等的总和。4.能量守恒定律一个孤立系统经历任何变化时，该系39例3起重机用钢丝绳吊运一质量为m的物体，以速度v0作匀速下降，如图所示。当起重机突然刹车时，物体因惯性进行下降，问使钢丝绳再有多少微小的伸长？(设钢丝绳的劲度系数为k，钢丝绳的重力忽略不计)。这样突然刹车后，钢丝绳所受的最大拉力将有多大？零重力势能点零弹性势能点x0hGTv0例3起重机用钢丝绳吊运一质量为m的物体，以速度v0作匀40解

由物体、地球和钢丝绳所组成的系统。除重力和钢丝绳中的弹性力外，其它的外力和内力都不作功，所以系统的机械能守恒。xo位置的机械能:最低位置的机械能:x0=G/k=mg/k解由物体、地球和钢丝绳所组成的系统。除重力和钢丝绳中的41钢丝绳所受的最大拉力：由此式可见，如果v0较大，T'm也较大。所以对于一定的钢丝绳来说，应规定吊运速度v0不得超过某一限值。钢丝