第四章動能和勢能Kineticenergyandpotentialenergy

1、2006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能1Section 14.1-14.5Mechanics2006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能2Classical mechanicsParticles Rigid bodiesKinematicsDynamics StaticsAbsolute motionRelative motionForce-mass-acceleration methodWork-energy methodImpulse momentum method2006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能3求物體沿光滑斜面下降了求物

2、體沿光滑斜面下降了h高度后的速度高度后的速度 由由 F = ma 可確定物體沿斜面可確定物體沿斜面下滑的加速度：下滑的加速度：adown plane = g sin hsghvvhgvasvv2sinsin22202202022006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能4物體下滑的加速度物體下滑的加速度將連續(xù)地發(fā)生改變將連續(xù)地發(fā)生改變. .如果斜面的形狀可用一解析函數(shù)描述如果斜面的形狀可用一解析函數(shù)描述( (如本例中的圓弧如本例中的圓弧), ), 則仍可用牛頓運(yùn)動定律求解則仍可用牛頓運(yùn)動定律求解采用自然坐標(biāo)系，可得到解析解！采用自然坐標(biāo)系，可得到解析解！2006年11月20日

3、9:00-9:50第四章 動能和勢能5What about this problem !如果斜面的斜面的如果斜面的斜面的形狀非常復(fù)雜，則形狀非常復(fù)雜，則很難利用很難利用F = ma 得得到解析解到解析解如果利用如果利用功能原理功能原理(work-energy principle), 則經(jīng)過則經(jīng)過2、3步的簡單數(shù)學(xué)運(yùn)算就可解決這一問題步的簡單數(shù)學(xué)運(yùn)算就可解決這一問題 功能原理：功能原理：將將 F = ma 兩邊對位移積分；兩邊對位移積分；適合于計(jì)算經(jīng)過一段位移后質(zhì)點(diǎn)速率的改變適合于計(jì)算經(jīng)過一段位移后質(zhì)點(diǎn)速率的改變.2006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能6r功功 (Work)

4、: 力在受力質(zhì)點(diǎn)位移上的投影與位移的乘積。力在受力質(zhì)點(diǎn)位移上的投影與位移的乘積。能能 (Energy): 物體對外作功的能力物體對外作功的能力 能量的類型能量的類型: 能量守恒定律：能量守恒定律：rFrcosFA當(dāng)運(yùn)動從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)時，能量從一種當(dāng)運(yùn)動從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)時，能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，并保持守恒。形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，并保持守恒。機(jī)械能機(jī)械能(Mechanical Energy)熱能熱能(Heat)電能電能(Electrical Energy)化學(xué)能化學(xué)能(Chemical Energy)核能核能(Nuclear Energy)F2006年11月20日 9:00-9:50第四章 動能和勢能7在本課程中，討論只限于機(jī)械運(yùn)動在本課程中，討論只限于機(jī)械運(yùn)動 機(jī)械能機(jī)械能(mechanical energy)機(jī)械能機(jī)械能動能動能(Kinetic energy)勢能勢能(Potential energy) 彈性勢能彈性勢能(Elastic potential energy)引力勢能引力勢能(Gravitational potential