2021-2022学年高二物理竞赛课件：势能和机械能守恒定律_第1页
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文档简介

1、势能和机械能守恒定律势能 机械能守恒定律一. 保守力的功 1. 重力的功重力mg 在曲线路径 ab 上的功： 1)重力的功只与始、末位置有关，而与路径无关. 2) 质点上升时，重力作负功；下降时，作正功. 结论:3) 若物体从a出发经任意路径回到a点，xyzO2. 万有引力的功 万有引力在全部路程中的功为： 1)万有引力的功,只与始末位置有关，与路径无关. 结论:上的元功为 在位移元2)质点间靠近时，万有引力作正功；远离时，作负功.3)若物体从a出发经任意路径回到a点,rabrF太阳地球Mmrdrab3. 弹性力的功 1)弹性力的功只与始末位置有关，与路径无关.2)弹簧的变形减小时，弹性力作正

2、功；增大时，作负功.弹簧弹性力由xa 到xb 弹性力的功： 结论:x自然长度弹簧xFo3)若物体从a出发经任意路径回到a点，保守力与非保守力: 若力 F 对物体所做的功与路径有关，则称这种力为非保守力，如摩擦力。 若力F 对物体所作的功只与始末位置有关，而与路径无关，称称这种力为保守力。如重力、万有引力、弹性力.重力的功：弹力的功：万有引力的功：上面三式左边是保守力的功，右边是与质点始末位置有关的两个位置函数之差。既然功是能量变化的量度，右边必代表某种能量的变化，这种由相对位置决定的能量称为物体的势能(位能).二. 势能（Potential Energy）上面三式可写成一般形式：上式只给出了势

3、能之差的概念，右边的两项都加或减一个常数，等式仍成立。到此是否给出了势能的定义呢？这说明：1）真正有意义的是势能差而不是势能的绝对值。2）基于以上原因，我们可以规定某一位置处势能为零，以便给出其它点的势能值。这个被规定为势能零点的位置称为参考点。 选取 b 为参考点，则故 a 点的势能质点在保守力场中某点的势能，在量值上等于质点从该点移动至参考点(势能零点)的过程中，保守力作的功。定义：1. 重力势能 以地面为参考点（势能零点）,2. 弹性势能 以弹簧的平衡位置为势能零点，3. 万有引力势能 选取无限远处 为势能零点，因为只有保守力做的功是与路径无关的，因而当参考点选定以后，势能的值就是唯一确

4、定的.只有当物体之间的相互作用力是保守力，才能建立势能的概念。注意：例如：对于摩擦力，不能引入势能的概念。质点的势能曲线:zO重力势能弹性势能万有引力势能xOrO 势能属于相互作用的物体系统所共有，“某物体的势能” 只是习惯的说法.重力势能零点可以任意选取，弹性势能选平衡位置为势能零点。万有引力势能常以无穷远为参考点。 势能的值是相对于参考点（势能零点）而言的，参考点选择不同势能的值不同, 故某点的势能值是相对的，但任意两点间的势能差与势能零点的选取无关。如何选择参考点： 原则上可以任意选择，但要以研究问题方便为原则。可以任选一个你认为方便的路径计算势能，因为保守力做的功是与路径无关的。即：保守力做的功等于质点势能的减少，或势能增

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