《2021-2022学年高二物理竞赛课件：功和能.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：功和能.pptx（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、功和能功和能本章重点：本章重点：3.1；3.2；3.3；3.4？3.1 功功 保守力保守力力对空间的积累力对空间的积累3.1.1 功功由由 所做的功所做的功 1、外力对质点的功外力对质点的功定义定义 元功元功：直角坐标下：直角坐标下：2、多个力作用时的功（对质点）、多个力作用时的功（对质点）合力对质点所做的功，等于每个分力所做的功的合力对质点所做的功，等于每个分力所做的功的代数和。代数和。（1）功是功是标量标量（可正、可负、可为零）（可正、可负、可为零）（2）功与路径有关，是过程的函数（功与路径有关，是过程的函数（过程量过程量）（3）功是力对空间的积累功是力对空间的积累（4）功的单位为焦耳功的
2、单位为焦耳（J）说明说明物体位移为物体位移为dx时，弹簧的弹性力做的时，弹簧的弹性力做的元功为元功为 1、弹簧弹力的功、弹簧弹力的功当物体处于当物体处于 x 处时所受的弹力为：处时所受的弹力为：物体由物体由 x1 移动到移动到 x2 处时弹性力所做的功为：处时弹性力所做的功为：由此可见由此可见：弹簧伸长时，弹力做负功；：弹簧伸长时，弹力做负功；弹簧收缩时，弹力做正功。弹簧收缩时，弹力做正功。弹性力的功弹性力的功A的大小仅与始末状态有关，而与路径无关。的大小仅与始末状态有关，而与路径无关。3.1.2 几种常见力的功几种常见力的功矢量式为：矢量式为：2、重力的功、重力的功 作用于质点上的重力作用于
3、质点上的重力 位移元位移元 在由在由P1到到P2的过程中重力做功为的过程中重力做功为:重力的功只与始、末位置有关，与具体路径无关。质点重力的功只与始、末位置有关，与具体路径无关。质点下降时重力做正功，质点上升时重力做负功。下降时重力做正功，质点上升时重力做负功。3、万有引力的功。、万有引力的功。讨论讨论：万有引力做功仅与始末状态有关，与路径无关。万有引力做功仅与始末状态有关，与路径无关。在不同的位置，其功的正负和数值不同，在在不同的位置，其功的正负和数值不同，在c，d点点A=0,在在f点附近做正功，在点附近做正功，在e点附近做负功。点附近做负功。轨道为圆形时，轨道为圆形时，A=0。m1在在m2
4、的的引引力力场场中中沿沿任任意意路路径由径由a 移到移到 b。4、摩擦力的功摩擦力的功 质量为质量为 m 的质点，在固定的粗糙水平的质点，在固定的粗糙水平面上由初始位置面上由初始位置 P1沿某一路径沿某一路径 L1 运动运动到末位置到末位置 P2，路径长度为，路径长度为 s。质点由质点由P1点沿点沿L1运动到运动到P2点的过程中，摩擦力所做的功为点的过程中，摩擦力所做的功为:摩擦力的功不仅与始、末位置有关，而且与具体的路径有关。摩擦力的功不仅与始、末位置有关，而且与具体的路径有关。由于摩擦力的方向总是与速度的由于摩擦力的方向总是与速度的方向相反，所以元功为方向相反，所以元功为3.1.3 保守力
5、与非保守力保守力与非保守力特点：功只与初、末位置有关，而与质点的具体路径无关。特点：功只与初、末位置有关，而与质点的具体路径无关。1、保守力保守力：做功只与物体的始末位置有关，而与路径无关做功只与物体的始末位置有关，而与路径无关 的力。例：重力、万有引力、弹性力、静电力等的力。例：重力、万有引力、弹性力、静电力等保守力的环流等于零。保守力的环流等于零。3、非保守力：力所做的功与路径有关，或力沿闭合路径的、非保守力：力所做的功与路径有关，或力沿闭合路径的 功不为零。这种力为功不为零。这种力为非保守力非保守力。如摩擦力、粘滞阻力、冲力、火箭的推动力等如摩擦力、粘滞阻力、冲力、火箭的推动力等2、保守
6、力沿任何一闭合路径所做的功为零。保守力沿任何一闭合路径所做的功为零。证明：证明：证明：证明：平均功率：平均功率：瞬时功率：瞬时功率：3.1.4 功率功率表示表示做功快慢做功快慢的物理量的物理量定义：定义：功随时间的变化率功随时间的变化率.SI单位单位:焦耳焦耳/秒秒 (瓦特瓦特)重力势能为重力势能为 万有引力势能为万有引力势能为 弹性势能为弹性势能为 只有保守力场才能引入势能的概念。只有保守力场才能引入势能的概念。势能是属于整个系统的。势能是属于整个系统的。势能只有相对的意义，在零势能点确定之后，势能只有相对的意义，在零势能点确定之后，各点的势能才具有唯一的确定值。各点的势能才具有唯一的确定值。说明说明质点在保守力场中任意两点（如点质点在保守力场中任意两点（如点a和点和点b）的）的势能差势能差等于把质点等于把质点从从a点经过任意路径移到点经过任意路径移到b点的过程中保守力点的过程中保守力F 所做的功。即所做的功。即重力势能差、万有引力势能差和弹性势能差分别为重力势能差、万有引力势能差和弹性势能差分别为 可统一写成可统一写成 势能定理势能定理