资源简介

(共13张PPT)
功能原理、机械能守恒定律
功能原理、机械能守恒定律：
根据质点系的动能定理：
定义：系统的总动能和总势能之和称为系统的机械能。
质点系的功能原理：外力和非保守内力对质点系所做的功等于系统机械能的增量。
当W外= 0、W非保内= 0 时：
机械能守恒定律：当外力和非保守内力做功的代数和为零时，系统内的动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变。
机械能守恒定律是能量转化和守恒定律在机械运动中的表现形式。
习题3-18
质量分别为m1和 m2的两块木板用质量可忽略的弹簧相连并置于地上。求对上面的木板必须施以多大的正压力，才能使该力撤去后上面的木板跳至最高点时，下面的木板刚好能被提离地面。
F
m1
m2
x1
x2
N
o
x
取弹簧自然伸长时m1的位置为弹性势能和重力势能的零点。
上板受压时：
上板跳至最高点时，N=0：
由机械能守恒：
将(1)、(2)、两式代入(3)式并化简得：
解上式得：
讨论：由最后结果看，若交换m1、 m2 ，结果不变。
两个或多个物体在一极短的时间内以相当大的作用力（冲击力）相互作用的过程称为碰撞。碰撞时，除冲击力外，其它相对较弱的力可忽略不计。
所以，以相互碰撞的物体为系统时，系统的总动量守恒。
设两球作对心碰撞（正碰撞）— 碰撞前后两球速度在同一直线上。
动量守恒：
牛顿碰撞定律：
称为分离速度
称为接近速度
称为恢复系数，由材料决定，可由实验测出。
1、非完全弹性碰撞：
0 < e < 1
碰撞后，小球产生的形变部分恢复，系统的动能一部分转化为热能等其它形式的能量。
由(1)、(2)式：
碰撞后动能的损失为：
2、完全弹性碰撞：
碰撞后，小球产生的形变完全恢复，系统除动量守恒外，机械能（动能）也守恒。
由(1)、(6)式或直接由(3)、(4) 、(5)式得：
引力的功、引力势能：
M
m
A
B
p
θ
dr
质量为m的质点在质量为M的质点的万有引力作用下沿曲线运动。 m所受的引力为：
引力势能的零点通常取在无穷远处。
而空间某点处的引力势能定义为：将质点从该点移至无穷远处（势能零点）时，万有引力所做的功。
结论：引力做功与路径无关，只和质点的始、末位置有关。
令 ，则A点的引力势能为：
引力对质点所做的功等于质点引力势能增量的负值。
地球表面的物体所受的重力即为万有引力，在地面上不太高的h处，引力势能为：
其中：
即为地球表面附近的重力加速度。
保守力和势能：
“任意两点间做功与路径无关”与“沿任意闭合路径做功为零”这两种说法是等效的。
A
B
x
y
o
L1
L2
满足上式的作用力称为保守力，即：
保守力做功与路径无关，说明在保守力场中存在一个仅由空间位置决定的物理量，该物理量即为势能。
由前面讨论知：保守力做功等于势能增量的负值。
不能满足 的力称为非保守力（如摩擦力等）。
对非保守力场，不能引入“势能”的概念。
空间两点间的势能差具有确定的值，但空间某一点的势能值是相对的。只有当势能零点选定以后，空间各点的势能才有确定的值。

保守力是物体间的相互作用，所以势能属于相互作用的物体系统：

重力势能属于质点和地球组成的“重力系统”；
弹性势能属于质点和弹簧组成的“弹性系统”；
引力势能属于相互作用的两个质点组成的“引力系统”；

展开更多......

收起↑