(西工大)大学物理课件：动力学3.ppt

大学物理电子教案
(力学----动力学3)
西北工业大学应用物理系
第4章能量和能量守恒定律
前面讨论的动量定理和动量守恒定律给出了力在时间上的累积效果.
本章将研究力对空间的累积效果, 即动能定理和能量守恒定律.
§ 守恒定律
1. 守恒定律
守恒定律: 物体运动过程中有关物理量不变性的表述.
2. 守恒定律之所以重要的原因
(1) 守恒定律与运动过程无关, 主要关注始末运动状态的变化或联系.
(2) 守恒定律可用来描述运动状态变化的趋势与可能性.
(3) 守恒定律甚至适用于有关力还不清楚的情况, 如基本粒子物理学.
(4) 守恒定律与不变性有密切的联系, 特别是状态变化中某物理量的不变性.
(5) 即便所受外力精确已知, 守恒定律仍然是求解运动状态最方便的方法.
§ 功和功率
问题的提出: 考察外力的空间累积与运动状态变化间的联系.
力在空间上的累积效果: 物体在外力作用下产生位移.
功: 描述外力在空间上的累积效果.
1. 恒力对直线运动物体所做的功
定义: 力对物体所做的功定义为
讨论:
(1) < /2, A>0, 表示力在位移方向的分量为正, 此时外力做正功.
其中
(2) > /2, A<0, 说明力在位移方向的分量为负, 则力对物体做负功或物体克服外力而做功.
(3) = /2, A=0, 即力的方向与位移方位垂直, 力在位移方向的分量为0, 则力对物体不做功.
2. 变力对曲线运动物体所做的功—元功
元功: 力在微元位移上对物体所做的功.
物体沿曲线从a到b过程中外力所做的功为
显然, 功是标量, 其大小与路径有关.
3. 合力的功
则合力的功为
显然, 合力的功等于各分力功的代数和.
若
4. 功率
平均功率: 单位时间内外力所做的功.
瞬时功率: 在时刻 t 附近的单位时间内, 外力所做的功.