3.1學習提要
一、目標要求
1.掌握功和功率的概念。能熟練計算直線運動時的變力功。掌握保守力作功的特點及勢能的概念,會計算重力勢能,引力勢能和彈性勢能,會確定勢能零點。
2.掌握質點的動能定理,並能運用它分析解決質點在平麵內運動時的與功能有關的典型力學問題。
3.明確功能原理和動能定理的關係,能運用功能原理解決二至三個質點組成的係統在平麵內運動時的與功能有關的典型力學問題。
4.掌握機械能守恒定律及其適用條件,並能運用該定律分析、解決簡單係統在平麵內運動的力學問題。了解功和能是與參照係有關的相對量。
5.掌握解決與功能有關的力學問題的基本思路和一般研究。
二、重點難點
1.重點內容
機械功和機械能概念及其計算;動能定理、功能原理、機械-能守恒定律的理解及其應用。
2.難點內容
計算變力功,勢能概念,運用功能規律解決力學問題時劃分研究係統和相應功能規律的選用。
三、學習提示
1.如果說,從恒量到變量是中學物理到大學物理的一個“台階”,那麼解決變力作功問題則是你邁上這個台階的第一步。盡管在前兩章已經接觸到物理變量問題的討論。
初學者開始解決變力功問題是有一定難度,但不會難到無從入手的地步。關鍵是你能否從老師的講授中,從教材和本書所提供的有關解決變力作功的方法中,領悟到解決變—出發點是從“恒量”開始。所以,從恒力功即元功入手,是解決變力的基點。對所求的全過程而言是變力功,通過對元功的積分實現。
用已有的知識去學習掌握未知的知識,把複雜的一般問題簡化為單一的特殊問題,對全過程中的變量問題微分成基本單元裏的恒量問題,這是物理研究的基本方法之一。
2.同前麵兩章(還有第四章動量)一樣,本章的基本內容你已學習過。建議你學習這四章內容時,將一些概念、定理、定律按“縱向”和“橫向”,分別作一簡要總結。如:機械功和機械能概念,從中學講到大學,你不妨“縱向”對比一下,對於這些同一概念在定義方法上,表達式上以及描述的物理含意等方麵有何變化和發展;又如,恒力功和變力功,動能和勢能,動能定理和功能原理等作“橫向”對比。參考本書對有關概念的闡述,如能總結出它們之間的聯係和異同,這對你掌握概念的準確性、運用規律的能力提高,是很有幫助的。
3.2概念釋疑
【功】作用於質點的力與該質點位移的標積,是描述力對空間積累作用的物理量。
說明:
1.力和位移是功的兩要素,缺一就不能稱之為“作功”。方的作用點的位移,與物體的位移並非任意等同。當物體可視為質點時,二者位移等同;計算力對不能作為質點的物體所作的功時,應該是該力與力的作用點位移的標積。
2.功是標量。因此功的正負不表示方向,而表示某個力對物體作功(W>0),或物體克服此力作功(W