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§2-5 牛顿第二定律的积分形式——动能定理
1. 功(work)

质点在力F的作用下,发生一无限小的位移drF对质点所做的功定义为力和质点的位移的标积:

如果质点沿路径L从1到2,则力对质点做功为:

冲量是力对时间的积累效应;而功是力对空间的积累效应。

注意:
1、功是过程量,与路径有关。
2、功是标量,但有正负。
3、合力的功为各分力的功的代数和。
 
2. 功率(power)

力在单位时间内所作的功,称为功率。用P表示。

在国际单位中:
的单位是牛顿(N)
的单位是N·m,叫焦耳

功率的单位是J/s瓦(W)

 
例1:滑雪运动员的质量为m,沿雪道从A到B下滑高度为h,忽略摩擦力。求这一过程合力作的功。

【解】任一位置的合力为

因而合外力作功:

 

 
例2:水平放置的弹簧,一端固定,另一端系一物体。弹簧的劲度系数为k,求物体从a到b所作的功。

【解】任一位置物体受的弹力为

因而从a到b,弹力作功:

 
3. 动能定理(kinetic energy theorem)

功既然是力的空间积累,将产生什么效果呢?

如图质点沿路径L从1到2作功为:

讨论:
力对物体作功能改变质点的运动。
在数量上和功对应的是mv2/2的量的改变,称之为动能。用Ek表示。

A12=Ek2-Ek1

——动能定理(合外力对质点作功等于质点动能的增量)
例:质量为m的小球系在线的一端,另一端固定。线长l,小球由水平静止时下落, 求θ时的速度。

【解】合力作功为

 

  由动能定理,且v0=0,得:

 
 
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