大学物理学课件-力的空间积累

力的空间积累效应1

、力作用在质点上运动了多远？2

、力的累积起到的效果.力对空间的积分（累积）--功

1、恒力的功定义：力在位移方向上的投影与该物体位移大小的乘积。一、功功率2、

变力的功功——力的空间积累外力作功是外界对系统过程的一个作用量微分形式直角坐标系中功的几何意义:abo

合力的功:物体同时受的作用结论：合力的功等于各分力功的代数和。注意：1、功是过程量，与路径有关。

2、功是标量，但有正负。作用在质点上的力为在下列情况下求质点从处运动到处该力作的功：1.质点的运动轨道为抛物线2.质点的运动轨道为直线XYO例1

做功与路径有关XYO例2、质量为2kg的质点在力(SI)的作用下，从静止出发，沿x轴正向作直线运动。求前三秒内该力所作的功。解：（一维运动可以用标量）3、

功率力在单位时间内所作的功平均功率：瞬时功率：重力的功m在重力作用下由a运动到b，取地面为坐标原点.

初态量末态量4、保守力的功质点m在质点M的引力作用下从a移到b处Mrab

初态量末态量万有引力的功弹力的功弹簧振子

初态量末态量做功只与质点的始末位置有关，而与路径无关。典型的保守力：重力、万有引力、弹性力与保守力相对应的是耗散力典型的耗散力：摩擦力保守力：

二、质点的动能定理动能合外力对质点所做的功等于质点动能的增量。功是质点动能变化的量度过程量状态量物体受外力作用运动状态变化动能变化三、势能引入一个只与位置有关的函数:

势能函数。ab定义了势能差选参考点（势能零点）设质点在某一点的势能大小等于在相应的保守力的作用下，由所在点移动到零势能点时保守力所做的功。注意：1）计算势能必须规定零势能参考点。势能是相对量,其量值与零势能点的选取有关。2）势能函数的形式与保守力的性质密切相关，对应

于一种保守力的函数就可以引进一种相关的势能

函数。3）势能是属于以保守力形式相互作用的物体系统所

共有的。2、保守力和势能的关系：势能是保守力对路径的线积分保守力沿某一给定的l方向的分量等于与此保守力相应的势能函数沿l方向的空间变化率。保守力所做元功

FlA势能是位置的函数，用EP(

x,y,z)表示，称为势函数质点所受保守力等于质点势能梯度的负值Laplace算符3、势能曲线

势能随位置变化的曲线弹性势能曲线重力势能曲线引力势能曲线势能曲线提供的信息1、质点在轨道上任意位置所具有的势能值。2、势能曲线上任意一点的斜率的负值，表示质点在该处所受的保守力3、势能曲线有极值，质点处于平衡位置。设系统机械能守恒，由此势能曲线可分析系统状态的变化。势阱势垒内力矢量和为零，但内力做功之和可不为零。

例：物体间摩擦力矢量和为零，对总动量没影响，但做功可以减小总动能。炸弹爆炸时爆炸力不改变总动量，但增大总动能。

作用于不同质点，质点位移可能不同。四、质点系的动能定理和功能原理质点系的动能定理质点系的动能定理:质点系总动能的增量等于外力的功和内力的功之和。质点系的动能一对内力

做功之和不一定为零功能原理:质点系在运动过程中，所受外力的功与系统内非保守力的功的总和等于其机械能的增量。质点系的功能原理系统的机械能保持不变在只有保守内力做功的情况下，质点系的机械能保持不变。机械能守恒定律在一个孤立系统内，不论发生何种变化过程，各种形式的能量之间无论怎样转换，但系统的总能量将保持不变.这就是能量转换与守恒定律.1）生产斗争和科学实验的经验总结；2）能量是系统状态的函数；3）系统能量不变,但各种能量形式可以互相转化；4）能量的变化常用功来量度.能量转换与守恒定律

第一宇宙速度是指使物体可以环绕地球表面作匀速圆周运动的速度；第二宇宙速度是指物体逃脱地球引力所需要的在地面上的最小发射速度，第二宇宙速度又叫逃逸速度。计算这两个速度。第一宇宙速度

v1：解

例3第二宇宙速度（逃逸速度）v2：

物体逃脱地球引力时，引力势能为零。在地面上以最小发射速度v2发射物体，物体逃脱地球引力时的动能也为零。按照机械能守恒定律星体的逃逸速度：

如果星体的半径很小，密度很大，以致于逃逸速度超过光速

星体即使发光，引力也会把光吸引回来，远处的观察者根本接收不到该星体发出的任何信息。这种星体称为黑洞。

质量分布M

的引力半径，或临界半径