大学物理动能势能机械能守恒定律课件.ppt
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- 大学物理 动能 势能 机械能 守恒定律 课件
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1、24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律1 力对质点所做的功为力在质点位移方向的分量与力对质点所做的功为力在质点位移方向的分量与位移大小的乘积位移大小的乘积.(功是过程量)功是过程量)一一 功功 功率功率 cosrFA1.1.功功rFA恒力恒力的功等于力与质点的功等于力与质点位移的标积。位移的标积。功是功是标量标量,只有大小,没有方向,但有正负之分。,只有大小,没有方向,但有正负之分。24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒
2、定律20,2A0,2A0,2A力作正功;力作正功;力作负功;力作负功;力不作功。力不作功。24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律3dcos|d|dsbbbaaaAFrFrF 合力的功合力的功=分力的功的代数和分力的功的代数和ddiiiiAFrFrW 变力的功变力的功ddAFrkzjyixrddddkFjFiFFzyx直角坐标系中,直角坐标系中,24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律4bardFAbazyxkdzjdy
3、idxkFjFiFbazyxdzFdyFdxFbazbaybaxdzFdyFdxFA24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律5 功的大小与参照系有关功的大小与参照系有关mN1J1TMLdim22W 功的量纲和单位功的量纲和单位APt 平均功率平均功率 瞬时功率瞬时功率0dlimdtAAPFtt vcosvFP 功率的单位功率的单位(瓦特)瓦特)W10kW131sJ1W12.2.功率:单位时间内的功功率:单位时间内的功24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中
4、的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律6000()zzzzzAF dzmgdzmgzmgz 1)重力的功重力的功3 保守力的功保守力的功 质量为质量为m的质点在重力的质点在重力G作用作用下由下由A点沿任意路径移到点沿任意路径移到B点。点。重力重力G只有只有z方向的分量方向的分量zFmg kdzjdyidxrd24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律72 2)万有引力的功万有引力的功以以 为参考系,为参考系,的的位置矢量为位置矢量为 .rmM)(tr)d(ttr rdmOMAB对对 的万有引力为的万有引力为Mm
5、02MmFGrr 02ddMmdAFrGrrr m移动移动 时,时,作元功为作元功为 Frd24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律8)(tr)d(ttr rdmOMAB2d()()BArrBAMmMmMmAGrGGrrr )(tr)d(ttrrd22()()2()2d Ad A AA d Ad AAdA 02ddBAMmAFrGrrrA d AAdAr drrdr 24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律9d0Akx
6、x ikxF00ddxxxxAF xkx x22011()22Akxkx 3)弹簧弹簧弹性力的功弹性力的功0 xxFxoFxxddAO0 xxF24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律10 保守力保守力:力所作的功与路径无关力所作的功与路径无关,仅决定于相,仅决定于相互作用质点的互作用质点的始末始末相对相对位置位置.22011()22Akxkx()()BAMmMmAGGrr 0()Amgzmgz 重力功重力功弹力功弹力功引力功引力功ADBACBrFrFd d ABCD保守力和非保守力保守力和非保守力24 功
7、功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律11ABCD 非保守力非保守力:力所作的功与路径有关力所作的功与路径有关.(例如(例如摩擦摩擦力)力)物体沿物体沿闭合闭合路径运动路径运动 一周时一周时,保守力对它所作的功等于零保守力对它所作的功等于零.d0lFr保BDAACBlrFrFrFd d dABCDADBACBrFrFd d 24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律12解解(1)(1)由点由点(0,0)(0,0)沿沿x轴到轴到(
8、2,0)(2,0),此时,此时y0 0,d dy0 0,所以,所以2221008d()d3xAFxxxJ 例例2.9 质点所受外力质点所受外力 ,求质点由点,求质点由点(0,0)运动到点运动到点(2,4)的过程中力的过程中力F所做的功:所做的功:(1)先沿先沿x轴由点轴由点(0,0)运动到点运动到点(2,0),再平行,再平行y轴由点轴由点(2,0)运动运动到点到点(2,4);(2)沿连接沿连接(0,0),(2,4)两点的直线;两点的直线;(3)沿沿抛物线抛物线 由点由点(0,0)到点到点(2,4)(单位为国际单位制单位为国际单位制).22()3Fyx ixyj2yx44200d6 d48yAF
9、yy yJ24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定律13(2)(2)因为由原点到点因为由原点到点(2,4)(2,4)的直线方程为的直线方程为y2x,所以,所以242422200003dd(4)dd402xyAfxfyxxxyyJ324422002()d3d4215AxxxyyJ(3)(3)因为因为 ,所以,所以2yx可见题中所示力是可见题中所示力是非保守力非保守力.121453AAAJ24 功功 动能动能 势能势能 机械能守恒定律机械能守恒定律第第2 2章章 运动定律与力学中的守恒定律运动定律与力学中的守恒定
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