機械能轉(zhuǎn)化及守恒定律

2.4勢能機械能轉(zhuǎn)化及守恒定律2.4.1保守力及保守力的功如果力所做的功與路徑無關(guān)，而只決定于物體的始末相對位置，這樣的力稱為保守力。保守力沿閉合路徑一周所做的功為零。例如重力、萬有引力、彈性力都是保守力。

作功與路徑有關(guān)的力稱為非保守力。例如:摩擦力

abdc1.萬有引力的功

上的元功為萬有引力F在全部路程中的功為Mabm在位移元簡述牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的科學方法探究問題:

MabmxyzO2.重力的功重力mg在曲線路徑M1M2上的功為

重力所作的功等于重力的大小乘以質(zhì)點位置高度的變化。(1)重力的功只與始、末位置有關(guān)，而與質(zhì)點所經(jīng)過的路徑無關(guān)（與路徑無關(guān)）

。(2)質(zhì)點上升時，重力作負功；質(zhì)點下降時，重力作正功。

mG結(jié)論②①3.彈力的功(1)彈性力的功只與始、末位置有關(guān)，而與質(zhì)點所經(jīng)過的路徑無關(guān)（與路徑無關(guān)）

。(2)彈簧的變形減小時，彈性力作正功；彈簧的變形增大時，彈性力作負功。彈簧彈性力由x1到x2

路程上彈性力的功為彈性力的功等于彈簧勁度系數(shù)乘以質(zhì)點始末位置彈簧形變量平方之差的一半。結(jié)論xO2.4.2勢能在保守力場中M0(選參考點)M?。簞t（勢能的定義）

：(勢能零點)勢能是位置的函數(shù)，在數(shù)值上等于從M

到勢能零點保守力所做的功，該函數(shù)通常稱作勢能函數(shù)。勢能是系統(tǒng)具有的作功本領(lǐng)討論（1）由于勢能零點可以任意選取，所以某一點的勢能值是相對的。（2）勢能增量：在保守力場中，質(zhì)點從M1→M2位置，勢能增量為質(zhì)點在該過程中，保守力的功

A等為即在該過程中，保守力的功

A等于質(zhì)點在始末兩位置勢能增量的負值微分形式（3）保守力場中任意兩點間的勢能差與勢能零點選取無關(guān)。幾種常見的勢能（勢能定義）1.重力勢能

xyzO2.萬有引力勢能

rMm等勢面r3.彈性勢能

Ox例在質(zhì)量為M、半徑為R、密度為

的球體的萬有引力場中求質(zhì)量為m的質(zhì)點在球內(nèi)外任一點C

的萬有引力勢能解質(zhì)點在球外任一點C

，與球心距離為xMRxmO質(zhì)點在球內(nèi)任一點C，與球心距離為x2.4.4機械能守恒定律對質(zhì)點系:當(機械能守恒定律)(機械能增量)(2)守恒定律是對一個系統(tǒng)而言的(3)守恒是對整個過程而言的，不能只考慮始末兩狀態(tài)說明(1)守恒條件把一一個個物物體體從從地地球球表表面面上上沿沿鉛鉛垂垂方方向向以以第第二二宇宇宙宙速速度度v0解根據(jù)據(jù)機機械械能能守守恒恒定定律律有有例物體體從從地地面面飛飛行行到到與與地地心心相相距距nRe處經(jīng)經(jīng)歷歷的的時時間間。。求發(fā)射射出出去去，，阻阻力力忽忽略略不不計計。。2.4.5能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化和和能能量量守守恒恒定定律律能量量不不能能消消失失，，也也不不能能創(chuàng)創(chuàng)造造，，只只能能從從一一種種形形式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為另另一一種種形形式式。。對對一一個個孤孤立立系系統(tǒng)統(tǒng)來來說說，，不不論論發(fā)發(fā)生生何何種種變變化化，，各各種種形形式式的的能能量量可可以以互互相相轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換，，但但它它們們總總和和是是一一個個常常量量。。這這一一結(jié)結(jié)論論稱稱為為能量量守守恒恒定定律律。。探究究問問題題:如如何何運運用用能能量量守守恒恒定定律律破破除除迷迷信信1.能量量守守恒恒定定律律可可以以適適用用于于任任何何變變化化過過程程2.功功是是能能量量交交換換或或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換的的一一種種度度量量例如如：：利利用用水水位位差差推推動動水水輪輪機機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，能能使使發(fā)發(fā)電電機機發(fā)發(fā)電電，，將將機機械械能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為電電能能；；電流流通通過過電電熱熱器器能能發(fā)發(fā)熱熱，，把把電電能能又又轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為熱熱能能。。討論論謝謝謝觀觀看看/歡迎迎下下載載BYFA