張丹海《簡明大學(xué)物理》2-8功能原理機(jī)械能守恒定律.ppt_第1頁
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文檔簡介

一、質(zhì)點(diǎn)組的功能原理,在質(zhì)點(diǎn)系的動能定理中，內(nèi)力的功可以分成兩類：保 守內(nèi)力的功 ，和非保守內(nèi)力的功 。有,質(zhì)點(diǎn)系的動能定理可以表示為,系統(tǒng)所受外力的功和非保守內(nèi)力的功的總和等于系統(tǒng)機(jī)械 能的增量。這就是質(zhì)點(diǎn)系的功能原理。,例2-8 質(zhì)量m=2.0kg的物體由靜止開始沿 圓周由A滑到B，在B時的速度為v=6.0 m/s，圓的半徑R=4.0m。求物體由A到B 的過程中，摩擦力所做的功。,解 取地球與物體為質(zhì)點(diǎn)系。因摩擦力為 非保守外力且功不為零，系統(tǒng)機(jī)械能不 守恒。,將重力勢能零點(diǎn)選擇B點(diǎn)，由質(zhì)點(diǎn)系的功能原理得,代入數(shù)據(jù)可求出摩擦力做的功為,負(fù)號表示摩擦力對物體做負(fù)功，機(jī)械能減少，即物體系 向外界輸出能量。,可見，物體與外界所交換的能量可以用外力做的功來量度. 功是能量交換或轉(zhuǎn)化的一種量度.,在質(zhì)點(diǎn)系的功能原理 中，,二、機(jī)械能守恒定律,若 則,例2-9 長為長為l，質(zhì)量均勻分布的軟繩放在高l的光滑桌面上，其質(zhì)量為m，開始時軟繩靜止，垂下的長度為l0，釋放后軟繩下落，求軟繩完全脫離桌面時的速率.,解 以以軟繩與地球為物體組.由于外力 (桌面支持力)不做功，無非保守內(nèi)力，物體組機(jī)械能守恒.以地面為重力勢能零點(diǎn)，建立坐標(biāo)軸Oz如圖.軟繩剛剛釋放時為初態(tài)，其動能為零，桌上部分軟繩重力勢能為mg(l-l0)，下垂部分中任一小段軟繩重力勢能為 設(shè)該小段長為dz，距地面高度為z，所以，下垂部分總的重力勢能為,初態(tài)輕繩總機(jī)械能為,輕繩剛剛離開桌面時為終態(tài)，其動能為 ，勢能為,由機(jī)械能守恒定律,解之得,三、能量守恒與轉(zhuǎn)換定律 功與能概念的深化,1 能量守恒與轉(zhuǎn)換定律,能量不能消失，也不能創(chuàng)造，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換為 另一種形式，這個結(jié)論稱為能量守恒和轉(zhuǎn)換定律，這是物 理學(xué)中最具普遍性的定律之一，也是整個自然界遵從的普 遍規(guī)律.,2 功的含義,從本質(zhì)上說，做功是能量交換或轉(zhuǎn)化的一種形式

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