2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：功能原理 (Work-Energy Theorem)

1、功能原理 (Work-Energy Theorem)功能原理 (Work-Energy Theorem) 功能原理實(shí)際上是系統(tǒng)動能定理的變形。第一個質(zhì)點(diǎn)：第二個質(zhì)點(diǎn)：第n個質(zhì)點(diǎn)：由質(zhì)點(diǎn)系的動能定理:由勢能曲線求保守力:即：勢能曲線上某點(diǎn)斜率的負(fù)值，就是質(zhì)點(diǎn)位于該點(diǎn)時所受的保守力。 以一維為例A點(diǎn): F=0, 勢能極小點(diǎn)，穩(wěn)定平衡點(diǎn).B點(diǎn): F=0, 勢能極小點(diǎn)，亞穩(wěn)定平衡點(diǎn).C點(diǎn)： F=0, 勢能極大點(diǎn)(鞍點(diǎn)), 不穩(wěn)定平衡點(diǎn).對第 i 個質(zhì)點(diǎn)：對質(zhì)點(diǎn)系中所有質(zhì)點(diǎn)求和，得令稱為系統(tǒng)的機(jī)械能式中分別為作功前后系統(tǒng)的機(jī)械能系統(tǒng)的功能原理系統(tǒng)的功能原理表述：系統(tǒng)機(jī)械能的增量等于外力及非保守內(nèi)力做功之

2、總和。說明:1）功能原理說明只有外力及非保守內(nèi)力才能改系統(tǒng)的機(jī)械能.2）功能原理與動能原理并無本質(zhì)差別 ,區(qū)別在于功能原理引入了勢能概念,而無需計(jì)算保守力的功.動能原理則應(yīng)計(jì)算包括保守內(nèi)力在內(nèi)的所有力的功.系統(tǒng)的功能原理或：保守內(nèi)力作功是系統(tǒng)勢能與動能相互轉(zhuǎn)化的手段和度量.機(jī)械能守恒定律：如果系統(tǒng)內(nèi)除保守內(nèi)力以外，其它外力及非保守內(nèi)力都不作功或者所作的功之和為零，則系統(tǒng)的總機(jī)械能保持不變。2）機(jī)械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動范圍內(nèi)的特例。注意:(1)機(jī)械能守恒的條件并非：普遍的能量守恒定律：在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)，不論發(fā)生何種變化過程，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，但不能產(chǎn)生，也不能消滅，

3、系統(tǒng)的總能量保持不變，這就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界中的普遍規(guī)律。不僅適用于物的機(jī)械運(yùn)動、熱運(yùn)動、電磁運(yùn)動、核子運(yùn)動等物理運(yùn)動形式，而且也適用于化學(xué)運(yùn)動、生物運(yùn)動等運(yùn)動形式。它體現(xiàn)了運(yùn)動的守恒。根據(jù)機(jī)械能守恒定律有: 發(fā)射出去，阻力忽略不計(jì)，解：把一個物體從地球表面上沿鉛垂方向以第二宇宙速度 例1.求物體從地面飛行到與地心相距nRe 處經(jīng)歷的時間。解:用彈簧連接兩個木板m1、m2，彈簧壓縮x0.例2.求給m2 上加多大的壓力能使 m1 離開桌面？取彈簧原長處為坐標(biāo)原點(diǎn)，向上為 x 軸正方向(1)未加壓力時, 彈簧在重力G2作用下收縮x0. 物體m2受到重力G2及彈簧的彈力f2的作用，二者達(dá)到平衡。(2) 加壓力后, 彈簧在壓力 F 作用下再收縮x1. 物體m2受到重力G2、壓力 F 及彈簧的彈力f2的作用，達(dá)到平衡.以m1、m2、及彈簧為研究對象。(3) 求給m2 上加多大的壓力能使 m1 離開桌面？物體m1的高度為-h，h即彈