2021-2022学年高二物理竞赛课件：惯性参考系与非惯性参考系

1、惯性参考系与非惯性参考系第二定律:A对甲： f a 定律符合A对乙： f 0, a = 0 定律不符合 判断:非惯性系(non-inertial frame)：相对于惯性系作加速运动的参考系。在非惯性系内牛顿定律不成立。2-3 功一、功(work) 1. 功 度量能量转换的基本物理量，描写力对空间积累作用。 定义：在力 的作用下，物体发生了位移 ，则力在位移方向的分力与位移 的乘积称为功。单位：焦耳(J)abO元功(elementary work)直角坐标系中 假设物体沿 x 轴运动，外力在该方向的分力所做的功可用右图中曲线下面的面积表示总功：abO示功图(功的图示法)dAFcossabO力

2、位移曲线下的面积表示力F所作的功的大小 解：C .xyOPRm 例 .一质点做圆周运动，有一力 作用于质点，在质点由原点至P(0，2R)点过程中，力 做的功 A = ？ 例. 设作用力的方向沿 Ox 轴，其大小与 x 的关系如图所示，物体在此作用力的作用下沿 Ox 轴运动。求物体从O 运动到 2m的过程中，此作用力作的功 A。 解：方法1 示功面积求解方法2 由图写出作用力F与位移x的数值关系，积分求解O21x /mF /NFA=1J 功是标量(代数量)A 0 力对物体做功A 0 物体反抗阻力做功A = 0 力作用点无位移 力与位移相互垂直 注意： 功是过程量与力作用点的位移相关与参考系的选择

3、相关mghv地面系 AG0电梯系 AG = 0当质点受几个力作用时，其合力的功为一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零NCvvmCsM什么条件下, 一对内力做功为零? 作用点无相对位移 相互作用力与相对位移垂直二、一对相互作用力的功力作用点的位移不一定相同 P.40定义：单位时间内力所作的功称为功率。(1) 平均功率(2) 瞬时功率瞬时功率等于力和速度的标积。功率的单位(SI)： 反映作功快慢程度的物理量三、功率(power)质点的动能定理(theorem of kinetic energy)1. 动能(kinetic energy) 质点因有速度而具有的作功本领单位：焦耳(J)2. 质点

4、的动能定理合外力对质点所做的功等于质点动能的增量问题：外力对物体作功，对物体运动状态的改变带来什么结果？注意： 动能是标量，是状态量v的单值函数，也是状态量； 功与动能的本质区别：它们的单位和量纲相同， 但功是过程量，动能是状态量。 功是能量变化的量度； 动能定理由牛顿第二定律导出，只适用于惯性参 考系，动能也与参考系有关。1. 重力(gravity)的功物体从a到b重力做的总功： 结论：重力对小球做的功只与小球的始末位置有关，与小球的运动路径无关。保守力水平基准面hoh2h1弹性力弹性力的功为2. 弹性力(elastic work)的功 结论：弹性力对小球做的功只与小球的始末位置有关，与小球的运动路径无关。 物体沿闭合路径绕行一周，这些力所做的功恒为零，具有这种特性的力统称为保守力(conservative force)。没有这种特性的力，统称为非保守力(nonconservative force) 或耗散力(dissipative force) 。保守力：重力、弹性力、万有引力、静电力非保守力：摩擦力、爆炸力3. 保守力和非保守力路径L1路径L2ambL1L2势能保守力做功只与位置有关做功是能量变化的量度位置能量什么关系 ？ 凡保守力的功均可表示为与相