保守力和非保守力ppt課件

1、3-5保守力與非保守力勢能保守力與非保守力勢能 保守力與非保守力保守力與非保守力萬有引力萬有引力 （重力）、（重力）、彈性力彈性力 保守力保守力:非保守力：非保守力： 摩擦力等摩擦力等本節(jié)重點研究保守力：功和能本節(jié)重點研究保守力：功和能功的大小只與物體的始末位置有關(guān)，而與所經(jīng)功的大小只與物體的始末位置有關(guān)，而與所經(jīng)歷的路徑無關(guān)，這類力叫做保守力。歷的路徑無關(guān)，這類力叫做保守力。mmrrermmGF2(1) (1) 萬有引力作功萬有引力作功一一 萬有引力和彈性力作功的特點萬有引力和彈性力作功的特點 對對 的萬有引力為的萬有引力為mmm挪動挪動 時，時， 作元功為作元功為 FrdrFWddrerm

2、mGrd2rrrdABrerrrdmmABreBArrrmGm| )1(cosrererrdd)(ABrrmmG11BArrermmGrFWdd2作功：作功： m從A到B的過程中FArBrrFWddrermmGrd2rdrdcosrddrr d12rrrBArrrrmmGWd2rmmABArBr)(ABrrmmGW11 萬有引力作功萬有引力作功 萬有引力作功只與物體萬有引力作功只與物體起點、終點的位置有關(guān)，與起點、終點的位置有關(guān)，與所經(jīng)過的路徑無關(guān)。所經(jīng)過的路徑無關(guān)。oxikxF彈力：F(2) (2) 彈性力作功彈性力作功21xxxxkdWWd)2121(2122kxkx x外FP物體在物體在

3、FF外外, ,位移：位移：x x設(shè)原長為坐標(biāo)原點設(shè)原長為坐標(biāo)原點,kxdxidxikxxdFdW)(21222121kxkxW 彈力作功彈力作功 彈力的功只與起點和終點的位置有關(guān)，彈力的功只與起點和終點的位置有關(guān)，與路徑無關(guān)與引力的功相同）。與路徑無關(guān)與引力的功相同）。 保守力所作的功與路徑無關(guān)，僅與始、保守力所作的功與路徑無關(guān)，僅與始、末位置有關(guān)末位置有關(guān)保守力作功的數(shù)學(xué)表達(dá)式保守力作功的數(shù)學(xué)表達(dá)式)2121(22ABkxkxW彈力的功彈力的功)()(ABrmmGrmmGW引力的功引力的功二保守力與非保守力二保守力與非保守力ADBACBrFrFd d則有：ABCD質(zhì)點沿任意閉合路徑運動一周時

4、，保守力作功為零質(zhì)點沿任意閉合路徑運動一周時，保守力作功為零0d lrFWBDAACBlrFrFrFd d d保守力所作的功與路徑無關(guān)：保守力所作的功與路徑無關(guān)：ABCDADBACBrFrFdd非保守力：力所作的功與路徑有關(guān)非保守力：力所作的功與路徑有關(guān)(如摩擦力如摩擦力)保守力的環(huán)流為零xE p0彈力彈力221kxEpx = 0原長原長*重力重力 Ep=mgyy = 0 地面地面yE p0引力引力rmmGEp r = rE p0保守力保守力勢能：勢能：E p勢能零點勢能零點勢能曲線勢能曲線三、勢能三、勢能 功是能量變化的量度，保守力所作的功只與功是能量變化的量度，保守力所作的功只與始末位置有

5、關(guān)，保守力所做的功必定等于某種始末位置有關(guān)，保守力所做的功必定等于某種由位置決定的能量的變化。這種由位置決定的由位置決定的能量的變化。這種由位置決定的能量稱為系統(tǒng)的勢能。一種保守力對應(yīng)一種相能量稱為系統(tǒng)的勢能。一種保守力對應(yīng)一種相關(guān)勢能。關(guān)勢能。彈性勢能彈性勢能2p21kxE引力勢能引力勢能rmmGEp)kxkx(W21222121彈力的功彈力的功)rm mG()rm mG(W12引力的功引力的功 保守力的功保守力的功P1p2p)(EEEWmghEp重力勢能重力勢能12mghmghW重力的功重力的功保守力的功與勢能的關(guān)系保守力的功與勢能的關(guān)系 保守力的功：保守力的功： 保守力作功保守力作功 =

6、 勢能增量的負(fù)值。勢能增量的負(fù)值。 保守力作功保守力作功 = 勢能減少勢能減少PEW零勢點prFEdp02pE令令 勢能的積分式勢能的積分式 ：)(p1p221EErdFWpp即任一點的勢能等于把物體從該點移到勢能零即任一點的勢能等于把物體從該點移到勢能零點的過程中，相應(yīng)的保守力所做的功。點的過程中，相應(yīng)的保守力所做的功。 勢能具有相對性，與勢能零點的選取有關(guān)勢能具有相對性，與勢能零點的選取有關(guān).),(ppzyxEE 勢能是狀態(tài)的函數(shù)勢能是狀態(tài)的函數(shù)是坐標(biāo)的函數(shù)是坐標(biāo)的函數(shù)留意留意:通常取地面為重力勢能的零點；取無窮遠(yuǎn)處為引力勢通常取地面為重力勢能的零點；取無窮遠(yuǎn)處為引力勢能的零點；取平衡位置

7、處為彈性勢能的零點。這樣這能的零點；取平衡位置處為彈性勢能的零點。這樣這三種勢能分別為：三種勢能分別為：mgyEp重重力力勢勢能能：rmmGEp引引力力勢勢能能：221kxEp彈彈性性勢勢能能：留意：如果另選勢能零點，則勢能的值就不能留意：如果另選勢能零點，則勢能的值就不能用上式來計算了。用上式來計算了。 勢能是屬于系統(tǒng)的勢能是屬于系統(tǒng)的 勢能差與勢能零點選取無關(guān)勢能差與勢能零點選取無關(guān)mgyEp重重力力勢勢能能：地球與物體地球與物體 m 共同擁有共同擁有2p21kxE一、勢能一、勢能rmmGEp二、保守力：二、保守力：P1p2p)(EEEWmghEp小結(jié)小結(jié):)(mghEp2m1momr0pEh零勢點prFEdp設(shè):質(zhì)點:m, 離地面高度為: y)()(,EEEERpyRpRmm