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哈里德大学物理学上册教学课件 ppt 作者滕小瑛Hch03 Hch03

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1、第3章功和能,本章目录,3-1 功功率 3-2 动能功-动能定理 3-3 保守力与非保守力势能 3-4 机械能守恒定律势能曲线 3-5 功能原理 3-6 能量守恒定律,计划学时：2,3-1 功功率,一、恒力的功,功是标量(代数量),1、功的符号,2、功的单位焦耳(J),功的量纲为：,二、变力的功,1、一维情形,元功：,2、三维情形,直角坐标系：,元功：,W总=W1+W2+,3、几个力做的净功,三、功率,一个力所做的功对时间的变化率称为该力的功率,平均功率：,瞬时功率：,功率的单位：W 瓦特（SI）、hp 马力（英制）,3-2 动能功-动能定理,一、动能,质点的动能：,物体的动能是物体由于运动而具有的能量，是物体运动状态的单值函数,动能的量纲：,动能的单位：焦耳（J）,二、功-动能定理,力对质点做功：,功-动能定理,1、功是用对物体施力的方法传给物体（或由物体传出）能量。W 0 时传给物体能量；W 0 时物体传出能量。,2、功是过程量，动能是状态量。,3-3 保守力与非保守力势能,势能：在有相互作用的物体系中，与位形相联系的能量。,几个基本概念,外力：系统内质点间的相互

2、作用力,内力：系统外的物体对系统内任一质点的作用力,一、重力、弹性力和万有引力所做的功,1、重力的功,重力所做元功：,重力做的总功为：,2、弹性力的功,由胡克定律有：,3、万有引力的功,二、保守力与非保守力,做功与路径无关，只与初、末位置有关。,共同特点：, 对沿闭合路径绕行一周运动的质点所做的净功为零,这样的力称为保守力，不具有这种性质的力称为非保守力,三、势能,势能（Ep）：与系统位形有关的能量,保守力所做的功等于系统势能增量的负值,势能差有绝对意义，势能只有相对意义,选定某一位形作为参考位形，规定此参考位形的势能为零势能零点,势能的改变量为：,x=0,r,几种势能,h=0,四、逃逸速率,使抛体完全脱离地球引力的作用范围，一直向上运动的最小初始速率逃逸速率,抛体一直运动，即在无限远处才停止运动,脱离地球吸引的速率又称为第二宇宙速度,绕地球作匀速圆周运动的抛体所需的最小发射速度称为第一宇宙速度,3-4 机械能守恒定理势能曲线,一、机械能守恒定律,机械能:,在只有保守力做功的系统中,在只有保守力做功的系统中，动能与势能可以相互转化，但它们的和（系统的机械能）不会改变,机械能守恒定律,二、势能曲线,一维运动,作用于物体上的在x轴上的保守力等于其势能对坐标x的导数的负值,读势能曲线,中性平衡,3-5 功能原理,功是通过作用于物体（质点）的力传给物体（或由物体传出）的能量。,功是通过作用于系统的外力传给系统（或由系统传出）的能量。,对于物体系（系统），对功的定义可以推广为：,正功向系统传入能量,负功从系统传出能量,一、没有摩擦的功能关系,没有摩擦时，外力对系统做功等于系统机械能的增量。,二、有摩擦的功能关系,由牛顿第二定律可得,由匀加速运动公式,考虑势能，有,非保守力对系统所做的功等于系统机械能的增量, 功能原理,3-6 能量守恒定律,封闭系统内，不论发生何种变换过程，各种形式的能量可以相互转化，但能量的总和不可能改变。,

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