Презентация Закон сохранения энергии. Работа силы онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Закон сохранения энергии. Работа силы абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 45 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Образование » Закон сохранения энергии. Работа силы
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:45 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:915.50 kB
- Просмотров:64
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№2 слайд
Содержание слайда: Элементарная работа силы
Рассмотрим частицу, которая движется под действием силы F (величина и направление F может меняться с течением времени).
Пусть частица совершила элементарное перемещение dr за промежуток времени dt, в течение которого силу F можно считать постоянной.
Элементарной работой A силы F называется скалярное произведение вектора силы на вектор dr элементарного перемещения :
№3 слайд
Содержание слайда: Элементарная работа силы
Элементарную работу можно представить в другой форме:
Здесь – угол между векторами F и dr, ds – длина пути, пройденного частицей за время dt, F – проекция вектора на направление касательной к траектории движения частицы.
Элементарная работа A – скалярная величина и алгебраическая:
если < /2; A > 0,
если > /2; A < 0,
если = /2, A = 0, т.е. при условии, что сила F перпендикулярна перемещению dr и скорости v тела.
№5 слайд
Содержание слайда: Работа силы на конечном перемещении
Пусть частица под действием силы переместилась вдоль некоторой траектории из точки 1 в точку 2.
Чтобы вычислить работу A силы на пути между точками 1 и 2, необходимо разделить траекторию на N элементарных участков так, чтобы на каждом участке силу Fi можно было считать величиной постоянной (для этого число N должно быть достаточно большим).
№7 слайд
Содержание слайда: Мощность
Мощность – это скалярная физическая величина, которая характеризует работу силы, произведенную в единицу времени.
Пусть за бесконечно малый промежуток времени dt сила F совершила работу A.
Мгновенной мощностью силы называется величина, равная
Единицей мощности в системе СИ является ватт (Вт):
1 Вт = 1 Дж/с.
№13 слайд
Содержание слайда: Теорема о кинетической энергии частицы
Пусть частица массы m движется под действием некоторой силы F (равнодействующая всех сил, приложенных к частице).
Теорема о кинетической энергии. Работа равнодействующей всех сил, приложенных к частице, равна приращению кинетической энергии частицы:
Здесь d – приращение кинетической энергии частицы на элементарном перемещении; v1 и v2, 1 и 2 – скорости и кинетические энергии частицы в начальном и конечном положениях соответственно.
№15 слайд
Содержание слайда: Пример использования теоремы о кинетической энергии при решении задач механики
1. По гладкой поверхности произвольной формы, плавно переходящей в гладкую горизонтальную плоскость, с высоты h с нулевой начальной скоростью спускается тело массой m. Найдем скорость v тела на горизонтальном участке траектории.
По теореме о кинетической энергии:
№16 слайд
Содержание слайда: Пример использования теоремы о кинетической энергии при решении задач механики
На шероховатой поверхности произвольной формы, плавно переходящей в шероховатую горизонтальную плоскость, с высоты h с нулевой начальной скоростью спускается тело массой m и останавливается на горизонтальном участке траектории. Найдем работу силы трения на всем пути.
По теореме о кинетической энергии:
№18 слайд
Содержание слайда: Силовое поле
Если на частицу в каждой точке пространства действует определенная сила, то всю совокупность сил называют силовым полем.
Если силы поля не зависят от времени, силовое поле называют стационарным. Будем рассматривать именно их.
Пример. Тело массой m, расположенное вблизи поверхности Земли, испытывает действие силы тяжести mg. Величину и направление силы тяжести можно считать приблизительно одинаковыми во всех точках пространства вблизи земной поверхности. Говорят, что в этом случае тело находится в однородном поле силы тяжести.
Планеты Солнечной системы находятся в гравитационном поле Солнца. Электрон в атоме водорода движется в кулоновском поле атомного ядра.
№21 слайд
Содержание слайда: Консервативные силы
Консервативным называется поле, в котором совершаемая при перемещении частицы из произвольного начального в произвольное конечное положение работа сил поля не зависит от формы траектории и характера движения, а определяется только начальным и конечным положениями частицы.
Силы консервативного поля называются консервативными силами.
Пример сил, которые не являются консервативными, – силы трения, силы сопротивления. Работы силы трения зависит, в частности, от длины пути. Работа силы сопротивления также зависит от формы траектории, а также от характера движения тела (сила сопротивления пропорциональна скорости тела при малых скоростях).
№22 слайд
Содержание слайда: Свойство консервативных сил
Покажем, что при перемещении тела в консервативном поле по замкнутой траектории работа консервативных сил равна нулю.
Пусть частица совершила перемещение по замкнутой траектории 1-а-2-б-1, где точка 1 – начальное положение тела, точка 2 – произвольное промежуточное положение, буквами а и б обозначим участки траектории между точками 1 и 2. Работу сил поля на замкнутой траектории 1-а-2-б-1 можно представить как сумму работа на участках 1-а-2 и 2-б-1:
№23 слайд
Содержание слайда: Работа консервативной силы при движении по замкнутой траектории
Работа сил поля при перемещении частиц из точки 2 в точку 1 по участку б равна по величине и противоположна по знаку работе сил поля при обратном перемещении из точки 1 в точку 2 по тому же участку б:
Причем это равенство справедливо и для элементарных работ. Тогда
Аналогично обратное утверждение: если работа сил поля по замкнутой траектории равна нулю, поле является консервативным.
№25 слайд
Содержание слайда: Потенциальная энергия частицы
Рассмотрим консервативное поле. Частица расположена в точке P поля с координатами x, y, z. Выберем произвольную точку O с координатами x0, y0, z0 и назовем ее началом отсчета потенциальной энергии (в точке O потенциальная энергия частицы равна нулю).
Потенциальной энергией частицы в точке P консервативного поля называется работа сил поля, совершаемая при перемещении частицы из данной точки P в точку O, принятую за начало отсчета потенциальной энергии:
№26 слайд
Содержание слайда: Свойства потенциальной энергии частицы
1. Потенциальная энергия является функцией только координат x, y, z точки поля, в которой расположена частица:
Доказательство. Поскольку поле консервативное, интеграл
зависит только от положения точек P и O, т.е. только от координат этих точек. Поэтому = (x,y,z,x0,y0,z0). Положение точки O фиксировано, поэтому ее координаты x0, y0, z0 можно рассматривать в качестве параметров функции . Следовательно зависит только от трех переменных x, y, z.
№27 слайд
Содержание слайда: Свойства потенциальной энергии частицы
2. Работа сил поля при перемещении частицы из произвольного начального в произвольное конечное положение равна убыли потенциальной энергии частицы:
Здесь 1 и 2 – значения потенциальных энергий частицы в начальном и конечном положениях соответственно.
Докажем это свойства
№28 слайд
Содержание слайда: Свойства потенциальной энергии частицы
Пусть частица перемещается из начального положения (точка 1) в конечное положение (точка 2) по двум траекториям, одна из которых проходит через точку O – начало отсчета потенциальной энергии. Работу сил поля на этих траекториях обозначим A12 и A1O2. Поскольку поле консервативное, эти работы друг другу:
Представив как сумму работ на участках 1-O и O-2 траектории 1-О-2. получим:
№29 слайд
Содержание слайда: Свойства потенциальной энергии частицы
3. Потенциальная энергия частицы определена с точностью до произвольной постоянной величины.
Поясним смысл этого утверждения. Заменим точку O начала отсчета потенциальной энергии на другую точку O и выразим потенциальную энергию , начало отсчета которой находит в точке O, через потенциальную энергию , начало отсчета которой – в точке O. С этой целью вычислим работу сил поля по перемещению частицы из точки P в точку O по траектории P-O-O, проходящей через точку O:
№30 слайд
Содержание слайда: Свойства потенциальной энергии частицы
Таким образом, при изменении начала отсчета потенциальная энергия частицы в произвольной точке P изменится на постоянную величину C и станет равна . Величина C не зависит от положения точки P. Следовательно, при изменении начала отсчета потенциальная энергия во всех точках поля изменится на одинаковую величину C.
Поскольку начало отсчета потенциальной энергии выбирается произвольно, можно утверждать, что потенциальная энергия определена с точностью до произвольной постоянной величины.
№32 слайд
Содержание слайда: Описание взаимодействия частицы с другими телами
Взаимодействие частицы с другими телами можно описывать 2-мя способами:
с помощью сил (этот способ обладает большей общностью);
с помощью потенциальной энергии (этот способ применим только к консервативным силам).
Задача: установить связь между потенциальной энергией и силой поля F (т.н. определить поле сил по заданной потенциальной (r))
№33 слайд
Содержание слайда: Вывод формулы связи между потенциальной энергией частицы и силой консервативного поля
Работа сил консервативного стационарного поля при элементарном перемещении dr частицы может быть представлена как убыль ее потенциальной энергии:
С другой стороны, согласно определению работы:
Пусть частица переместилась вдоль оси X, тогда dy = dz = 0:
№36 слайд
Содержание слайда: Формула связи между потенциальной энергией частицы и силой консервативного поля
Таким образом, сила F консервативного поля взятому со знаком минус градиенту потенциальной энергии частицы в данной точке поля.
Смысл градиента становится нагляднее, если ввести понятие эквипотенциальной поверхности – поверхности, во всех точках которой потенциальная энергия имеет одно и то же значение (каждому значению соответствует своя эквипотенциальная поверхность).
Градиент скалярной функции – это вектор, направленный по нормали к эквипотенциальной поверхности в сторону наибольшего возрастания функции .
№41 слайд
Содержание слайда: Доказательство закона сохранения полной механической энергии частицы
Пусть частица переместилась из произвольного положения 1 в произвольное положение 2. Тогда, согласно теореме о кинетической энергии,
где K1,2 – кинетические энергии частицы в начальном и конечном положениях соответственно.
Поскольку в процессе движения на частицу действуют только консервативные силы, то
№42 слайд
Содержание слайда: Доказательство закона сохранения полной механической энергии частицы
Таким образом,
Поскольку начальное и конечное положения были выбраны произвольно, то, можно утверждать, что полная механическая энергия частицы в процессе движения сохраняется, что и требовалось доказать.
№43 слайд
Содержание слайда: Сторонние силы
Пусть теперь на частицу при ее движении, помимо консервативных сил, действуют любые другие силы – сторонние силы (силы трения и сопротивления или силы иной физической природы)
Диссипативные силы – силы, действие которых приводит к уменьшению полной механической энергии частицы. К ним относят силы трения и силы сопротивления. Работа этих сил отрицательна.
№44 слайд
Содержание слайда: Закон изменения полной механической энергии частицы
Закон изменения полной механической энергии частицы. Если на частицу помимо консервативных сил, действуют сторонние силы, то работа сторонних сил A12стор при перемещении частицы из произвольного начального в произвольное конечное положение равна приращению (изменению) полной механической энергии частицы:
Здесь E1 и E2 – полная механическая энергия частицы в начальном и конечном положениях.
№45 слайд
Содержание слайда: Доказательство закона об изменении полной механической энергии частицы
Пусть частица переместилась из произвольного положения 1 в произвольное положение 2. Тогда, согласно теореме о кинетической энергии,
Та же работа A12 складывается из работы A12конс консервативных сил поля и работы A12стор сторонних сил:
Тогда
Скачать все slide презентации Закон сохранения энергии. Работа силы одним архивом:
-
Экспериментальное подтверждение законов сохранения импульса и энергии в механике
-
Энергия. Законы сохранения в механике
-
Ланец Екатерина Артуровна Учитель начальных классов . Стаж работы в школе-32 года Закончила Серовское педагогическое училище в 197
-
МОСКВИНА ОКСАНА ВЛАДИМИРОВНА В 1992 г. закончила братское педагогическое училище С 2009 г. работаю в детском саду 135 воспитателем в
-
Эффективная организация двигательного режима и физкультурно-оздоровительной работы как фактор сохранения и укрепления здоровья
-
На тему "Сущность, движущие силы, противоречия и логика образовательного процесса. Закономерности и принципы обуче
-
Организация работы с родителями (законными представителями) Макарова Инна Николаевна, старший преподаватель кафедры гуманит
-
ТЕМА 5 МЕЖДУНАРОДНАЯ МИГРАЦИЯ РАБОЧЕЙ СИЛЫ 1. Общие закономерности развития мирового рынка трудовых ресурсов. 2. Международная тр
-
Сохранение и укрепление здоровья детей в условиях современного образования. Из опыта работы Калугиной Татьяны Геннадиевны учите
-
Македонски центар за меѓународна соработка Закон за волонтерството на Република Македонија