物理三大守恒定律ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-15 02:38本頁(yè)面
【正文】 x F F F m F m F F m m F F 二、保守力與非保守力 保守力作功的數(shù)學(xué)表達(dá)式 保守力與非保守力 保守力： 作功只與初始和終了位置有關(guān)而與路徑無(wú)關(guān)這一特點(diǎn)的力 ——萬(wàn)有引力、重力、彈性力 非保守力： 作功與路徑有關(guān)的力 ——摩擦力 保守力作功的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ??? ??????bdaac blrdFrdFrdFW ?????? ?? ????adbbdardFrdF ???? ?? ???ac badbrdFrdF ????0??? ?lrdFW ??物體沿任意閉合路徑運(yùn)行一周時(shí)，保守力對(duì)它所作的功為零。 保守力作功與路徑無(wú)關(guān) 和 保守力沿任意路徑一周所的功為零 ——保守力的判據(jù) 三、勢(shì)能 勢(shì)能的概念 在具有保守力相互作用的系統(tǒng)內(nèi)，只由質(zhì)點(diǎn)間的相對(duì)位置決定的能量稱為勢(shì)能 m g yE p ?rMmGEp ??221 mxEp ?重力勢(shì)能 引力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 ? ? ppp EEEW ?????? 12保守力作功等于勢(shì)能增量的負(fù)值 關(guān)于勢(shì)能的說明 ?只有對(duì)保守力，才能引入勢(shì)能的概念 ?勢(shì)能是物體 狀態(tài) 的函數(shù) ?勢(shì)能具有 相對(duì)性 ，勢(shì)能的值與勢(shì)能的零點(diǎn)有關(guān) 重力勢(shì)能 ：零點(diǎn)可以任意選擇，一般選地面； 引力勢(shì)能 ：零點(diǎn)選在無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)； 彈性勢(shì)能 ：零點(diǎn)選在彈簧的平衡位置。 ?勢(shì)能屬于 系統(tǒng) ，勢(shì)能是由于系統(tǒng)內(nèi)各物體間具有保守力作用而產(chǎn)生的。 重力勢(shì)能：物體和地球組成的系統(tǒng) 引力勢(shì)能：兩個(gè)物體組成的系統(tǒng) 引力勢(shì)能：物體和彈簧 四、勢(shì)能曲線 重力勢(shì)能曲線 彈性勢(shì)能曲線 萬(wàn)有引力勢(shì)能曲線 ?勢(shì)能曲線不僅給出勢(shì)能在空間的分布，而且還可以表示系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。 ?曲線斜率為保守力的大小。 ?從勢(shì)能曲線可分析系統(tǒng)的平衡條件及能量的轉(zhuǎn)化。 德國(guó)物理學(xué)家和生理學(xué)家．于 1874年發(fā)表了《 論力 (現(xiàn)稱能量 )守恒 》的演講，首先系統(tǒng)地以數(shù)學(xué)方式闡述了自然界各種運(yùn)動(dòng)形式之間都遵守能量守恒這條規(guī)律．是能量守恒定律的創(chuàng)立者之一． 亥姆霍茲 (1821—1894) 能量守恒定律： 對(duì)一個(gè)與自然界 無(wú) 任何聯(lián)系的系統(tǒng)來說 , 系統(tǒng)內(nèi)各種形式的能量 可以 相互轉(zhuǎn)換，但是不論如何轉(zhuǎn)換，能量既 不能產(chǎn)生 ，也不能消滅． （ 1） 生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)； （ 2） 能量是系統(tǒng) 狀態(tài) 的函數(shù)； （ 3） 系統(tǒng)能量不變，但各種能量形式可以互相 轉(zhuǎn)化 ； （ 4） 能量的變化常用功來量度． 46 角動(dòng)量 角動(dòng)量守恒定律 一、質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律 質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量 vmrPrL ????大小 ： L＝ rmvsin? 方向：右手螺旋定則判定 單位： kgm2/s 量綱： ML2T1 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量 m，速度 v，位置矢量為 r， 定義 質(zhì)點(diǎn)對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn) O的角動(dòng)量 L為該質(zhì)點(diǎn)的位置矢量與動(dòng)量的矢量積 r??L?v?O?r?L??v?m角動(dòng)量方向 質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理 設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為 m，在合力 F 的作用下，運(yùn)動(dòng)方程 ? ?dtvmdF ?? ? ? ?dt vmdrFr???????? ? ? ? vmdt rdvmdtdrvmrdtd ?????? ?????考慮到 0???? vvvdtrd ????得 ? ?vmrdtdFr ???? ???LddtM ?? ?dtLdM ?? ＝所以 M t 叫作沖量矩 1221LLdtMtt??????質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理： 對(duì)同一參考點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的沖量矩等于質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的增量。 成立條件： 慣性系 質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量守恒定律 若質(zhì)點(diǎn)所受的合外力矩為零，即 M=0， ＝恒矢量＝ vmrL ??? ?角動(dòng)量守恒定律： 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受的對(duì)參考點(diǎn)的合外力矩為零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)對(duì)該參考點(diǎn)的角動(dòng)量為一恒矢量。 兩種情況： a、質(zhì)點(diǎn)所受的外力為零 b、外力不為零，合力矩為零 特例： ?在向心力的作用下，質(zhì)點(diǎn)對(duì)力心的角動(dòng)量都是守恒的 ?勻速直線運(yùn)動(dòng)。 r L v 作業(yè) P93： 17， 1922 P94： 2
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