动能定理保守力与非保守力功能原理机械能守恒定律PPT课件.ppt

1 一功 1恒力作用下的功 2019 12 27 2 2变力的功 2019 12 27 3 1 功的正 负 2 作功的图示 讨论 2019 12 27 4 3 功是一个过程量 与路径有关 4 合力的功 等于各分力的功的代数和 2019 12 27 5 功的单位 焦耳 平均功率 瞬时功率 2019 12 27 6 例1一质量为m的小球竖直落入水中 刚接触水面时其速率为 设此球在水中所受的浮力与重力相等 水的阻力为 b为一常量 求 阻力对球作的功与时间的函数关系 2019 12 27 7 解建立如右图所示的坐标系 又由2 4节例5知 2019 12 27 8 而 二质点的动能定理 2019 12 27 9 功是过程量 动能是状态量 合外力对质点所作的功 等于质点动能的增量 质点的动能定理 功和动能依赖于惯性系的选取 但对不同惯性系动能定理形式相同 2019 12 27 10 例2一质量为1 0kg的小球系在长为1 0m细绳下端 绳的上端固定在天花板上 起初把绳子放在与竖直线成角处 然后放手使小球沿圆弧下落 求绳与竖直线成角时小球的速率 2019 12 27 11 解 2019 12 27 12 由动能定理 得 2019 12 27 13 1 万有引力作功 一万有引力和弹性力作功的特点 对的万有引力为 移动时 作元功为 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 14 m从A到B的过程中作功 万有引力所作的功只与始 末位置有关 与路径无关 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 15 2 弹性力作功 弹性力 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 16 弹性力所作的功只与弹簧的始 末位置有关 与弹性形变的过程无关 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 17 保守力所作的功只与质点的始 末位置有关 而与路径无关 二保守力与非保守力保守力作功的数学表达式 弹力的功 引力的功 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 19 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 非保守力所作的功与路径有关 如摩擦力 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 20 三势能 与质点位置有关的能量 弹性势能 弹力的功 保守力作功 保守力作正功 势能减少 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 21 势能具有相对性 势能大小与势能零点的选取有关 势能是状态的函数 势能是属于系统的 势能差与势能零点的选取无关 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 22 四势能曲线 弹性势能曲线 重力势能曲线 引力势能曲线 3 5保守力与非保守力势能 2019 12 27 23 一质点系的动能定理 质点系动能定理 对质点系 有 对第个质点 有 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 24 二质点系的功能原理 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 25 机械能 质点系的机械能的增量等于外力与非保守内力作功之和 质点系的功能原理 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 26 三机械能守恒定律 只有保守内力作功的情况下 质点系的机械能保持不变 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 27 例1雪橇从高50m的山顶A点沿冰道由静止下滑 坡道AB长500m 滑至点B后 又沿水平冰道继续滑行若干米后停止在C处 若 0 050 求雪橇沿水平冰道滑行的路程 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 28 解 利用功能原理 选人和地球为一系统 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 29 例2一轻弹簧 其一端系在铅直放置的圆环的顶点P 另一端系一质量为m的小球 小球穿过圆环并在环上运动 0 开始球静止于点A 弹簧处于自然状态 其长为环半径R 当球运动到环的底端B时 球对环没有压力 求 弹簧的劲度系数 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 30 解 利用机械能守恒 以弹簧 小球和地球为一系统 只有保守内力做功 系统 即 又 所以 取点B为重力势能零点 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 31 例3如图 在一弯曲管中 稳流着不可压缩的密度为 的流体 pa p1 Sa A1 pb p2 Sb A2 求流体的压强p和速率之间的关系 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 32 解 利用动能定理 取如图所示坐标 由压强引起的作功 在时间内 处流体分别移动 3 6功能原理机械能守恒定律 2019 12 27 33 常量 由重力引起的作功 3 6功能原理机械