动能定理功能原理.ppt

4.3功能原理与机械能守恒定律功能原理（成立条件为惯性系）*第31页，共54页，星期日，2025年，2月5日如果在质点系的运动过程中,只有保守内力作功(外力和非保守内力都不作功),那么这过程机械能守恒。-----机械能守恒定律都称为机械能守恒。*第32页，共54页，星期日，2025年，2月5日说明1.撑杆跳的过程,能量是怎样转化的?*第33页，共54页，星期日，2025年，2月5日2.对于一个孤立系统（与外界无相互作用）若A内非?0,它的机械能就不守恒。?A内非?0-----E2?E1----其他形式能量转化为机械能(地雷）?A内非?0-----E2?E1----机械能转化为其他形式能量（摩擦）注意:1.机械能守恒定律也只适用与惯性系。2.但是，在一个惯性系中机械能守恒,在另一个惯性系中机械能不见得守恒。要看机械能守恒条件在该惯性系中是否成立？*第34页，共54页，星期日，2025年，2月5日S?：S：机械能不守恒。例5.一个单摆如图，对“小球和地球”组成的系统，若在匀速直线运动的小车系S’中是机械能守恒的，但在地面系S中并不守恒。S?mOS只有保守内力作功，，机械能守恒。*第35页，共54页，星期日，2025年，2月5日在地面参考系中,弹簧—小球系统的机械能守恒,在匀速行驶的小车参考系中守恒不?例6.光滑水平地面上的一水平弹簧振子,（课下思考）那么，在一个惯性参考系中动能定理、功能原理成立，在另一个惯性参考系中是否也成立？答：都成立。因为它们成立的条件就是“惯性系”。mS’oSk*第36页，共54页，星期日，2025年，2月5日例7.已知：如图所示.m=0.2kg,M=2kg,v=4.9m/s求：hmax=?【解】系统:m+M+地球条件:A外=0，A内非=0故机械能守恒.当h=hmax的时刻，M与m速度相同，设为V,沿水平方向。光滑光滑*第37页，共54页，星期日，2025年，2月5日对m+M：水平方向F外=0，水平方向动量守恒。（竖直方向动量守恒否？）mv=（m+M）V(2)由(1)(2)得讨论:1.量纲:对！2.特例:对！代入数据：*第38页，共54页，星期日，2025年，2月5日*关于动能定理功能原理*第1页，共54页，星期日，2025年，2月5日4.动能定理功能原理4.1动能定理4.2保守力和非保守力势能4.3功能原理和机械能守恒4.4三种宇宙速度4.5能量守恒定律*第2页，共54页，星期日，2025年，2月5日?研究力在空间的积累效应。?注意:1.提高对“功、动能、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律”的理解。2.搞清规律的内容、来源、对象、成立条件。3.搞清它们与参考系的关系。?功的计算是否依赖参考系？例如：?如何理解重力势能属于“物体与地球”系统？?某一惯性系中机械能守恒，是否在其它惯性系也守恒？*第3页，共54页，星期日，2025年，2月5日4.1动能定理功:力和它所作用的质元（质点）的位移的点积。称为“力沿路径L的线积分”(L)(1)功是过程量；(2)功是标量（有正负）；对微小过程，可当成恒力、直线运动4.1.1功和功率*第4页，共54页，星期日，2025年，2月5日由动力机械驱动时，马达的输出功率是一定的，速度小、力大，速度大、力小。---------“牛马关系”（瞬时）功率:若在t?t+dt内，力的元功为dA，则t时刻的功率直角坐标系：合力的功：*第5页，共54页，星期日，2025年，2月5日例1.重力的功地面附近质量为m的物体从a到b，求重力的功。蚂蚁在作功例2.一人从10m深的井中提水，起始时桶和水共重10kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求将水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。*第6页，共54页，星期日，2025年，2月5日