谁能解释下大学物理中的保守力是什么意思?!!

如题

在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,且该作用力所做的功不因为路径的不同而改变,则称此力为保守力(Conservative Force)。假若一个物理系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。

保守力所做的功与运动物体所经过的路径无关,因此,如果物体沿闭合路径绕行一周,则保守力对物体所做的功恒为0,也就是说势能与其他形式能量的转化为零,(功是能量转化的量度,功为零,能量转化为零),于是系统间的势能就不变。

也就是说,当相对位置确定时时,它们之间的势能就是确定的、唯一的。也正因为此,才使势能的概念具有实际意义。

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一、求解质点动力学的步骤为:

1、理解题意,明白所求解的对象,初始条件或边界条件,已知量和未知量,以及它们之间的关系。

2、选取适当的参考系,明确牛顿运动定律是否成立。运用整体隔离法,研究每一个物体的受力情况和运动情况。

3、选取适当的坐标系,用代数式写出矢量分量,列出运动方程式并求解。

4、讨论结果的物理意义。

二、注意以下几个问题:

1、分析时不是讨论特殊时刻,而是讨论一般情形下的运动,再代以特殊情形。

2、注意不要遗漏某些作用力。

3、也不要引入一些不存在的力或者重复说明的力。例如认为合外力是一个本就存在的力,然而这是所有实际受到的力综合作用,可以等效成一个效果相同的合外力,这个力并没有具体的施力物体。又例如,认为沿斜面下滑的质点受到一个下滑力,但这是重力的分量,并没有一个确切的施力物体将其往下拉。

4、弄清楚受力物体和施力物体,置于地面的物体,受到地球施加的重力和地面施加的支持力,二者保持平衡,绝不能说重力就是支持力,二者性质,方向,施力物体都不相同。

参考资料来源:百度百科-保守力

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第1个回答  2019-07-30

在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,且该作用力所做的功不因为路径的不同而改变,则称此力为保守力(Conservative Force)。假若一个物理系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。

保守力的功与物体运动所经过的路径无关,只与运动物体的起点和终点的位置有关,当然也与保守力场的性质有关。

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1、保守力对物体做功的多少取决于物体始末位置,如果在该力作用下,物体的运动沿闭合路线绕行一周回到了起始位置,则所做功为零。重力、弹力等属于保守力。

耗散力做功就不能由物体的始末位置决定,而和物体的运动路径有关,在其他条件相同的情况下,物体运动路径越长,所做的功也越多。摩擦力、粘滞力等属于耗散力。

2、保守力和耗散力所做功的情况不同,是和这两种力的本身的特点有关。物体系确定后保守力和物体的运动状况无关,其大小由相互作用物体的相对位置所确定,它的方向总在两个相互作用物体的连线上。

例如,物体确定后,重力的大小决定于它离开地面的高度,方向竖直向下,而和物体以什么样的速度运动无关,和物体运动速度的大小和方向如何变化无关。耗散力的大小和方向都随着物体运动速度的大小、方向的改变而发生变化。

例如,空气对运动物体的阻力,其方向随着物体运动的方向改变而变化,它的大小随物体运动速度增大而增加。

3、保守力和物体系的势能有着极为密切的联系。保守力做正功,则物体系的势能减少;反之,则物体系的势能增加。而且相对两个位置之间,功量一定,能量差一定。所以物体间存在保守力是物体系具有势能的条件。系统的各物体在只受保守力作用的情况下其机械能守恒。

耗散力不象保守力,对于两个位置之间,力对物体做功没有确定的值,从而相应的两个位置之间没有一定的能量差。所以耗散力和物体系的势能没有联系。但是它涉及另一种形式的能量,如果系统的各物体只受保守力和耗散力作用,那么系统的包括相应的这种形式的能量和机械能在内的总能量还是守恒的。

参考资料来源:百度百科-非保守力

参考资料来源:百度百科-保守力

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第2个回答  2019-04-24

在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,且该作用力所做的功不因为路径的不同而改变,则称此力为保守力(Conservative Force)。假若一个物理系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。

保守力的功与物体运动所经过的路径无关,只与运动物体的起点和终点的位置有关,当然也与保守力场的性质有关。势能大小仅由保守力的大小(F)和具有保守力作用的二物体间的相互位置(距离s)决定。换句话说,势能仅与保守力场的性质与相对位置有关。

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判断方法:充要条件就是场矢量的旋度为零,我们也称为无旋场,例如静电场就是无旋场,因此是保守场。对于一维运动,凡是位置X单值函数的力都是保守力。例如服从胡克定律的弹性力f=f(X)=-k(X-X0)是X的单值函数,故它是保守力;

对于一维以上运动,大小和方向都与位置无关的力,是保守力;若在空间中存在某个中心O,物体P在任何位置上所受的力f都与“向量OP”方向相同,或相反,其大小是距离r=标量OP的单值函数,则这种力叫做“有心力”,例如万有引力就是有心力,凡有心力都是保守力。

参考资料来源:百度百科——保守力

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第3个回答  推荐于2017-12-16
编辑本段|回到顶部 保守力 在物理系统里,假若一个粒子,从起始点移动到终结点,由于受到作用力,所做的功,不因为路径的不同而改变。则称此力为保守力。假若一个物理系统里,所有的作用力都是保守力,则称此系统为保守系统。

  保守力的功与物体运动所经过的路径无关,只与运动物体的起点和终点的位置有关,当然也与保守力场的性质有关。

  由于保守力所做的功与运动物体所经过的路径无关,因此,如果物体沿闭合路径绕行一周,则保守力对物体所做的功恒为0 .因为保守力的功具有这样的特点,所以在只有保守力作用在物体上的情况下可以定义势能(位能[1]).势能大小仅由保守力的大小和具有保守力作用的二物体问的相互位置决定。换句话说,势能仅与保守力场的位置有关。例如:重力势能的大小仅由重力的大小和重物与地球的相对位置即重物与地球构距离决定。换句话说,势能的大小仅与重力势场中的位置,即重物距地球表面的高度有关。弹性势 能、引力势能和静电势能等都有与重力势能同样的性质.

  引入势能以后为我们处理有关的物理问题带来了很多方便,这是我们将物体间的相互作用分为保守力和非保守力的一个重要的原因。

  由于在保守力作用的情况下可以定义势能,而势能的大小与具有保守力相互作用的二物体间的相互位置有关。因此,我们可以定义势能U是二物体间距离x的函数,从而得到势能函数U(x),并画出势能曲线U~x。而保守力的大小可由下式给出:

  即势能函数U(x)对x的微商的负值为保守力的大小。例如:重力势能 ,保守力(重力) 。 一. 力场场力定义:质点所受的力仅与质点的位置有关。 例如:重力: 重力场 弹簧的弹性力场 电磁力场和引力场 洛伦兹力 和摩擦力 均不是力场。有心力:质点所受力的作用线总通过一点,则该力称有心力。例如:总电荷的电场是一有心力场。弹簧的弹性力场是有心力场。二.保守力与非保守力1. 保守力定义:力所作的功与路径无关,仅由质点的始末位置决定。如图示: 即:保守力沿闭和路径所做的功为零。2. 非保守力定义:力所做的功不仅决定于受力质点的始末位置,而且和质点经过的路径有关;或:力沿闭和路径所做的功不等于零。例如:摩擦力。力学中常见的保守力a.重力: b.弹性力:设:弹簧原长是 ,在图中任一位置 处( 是 方向的单位矢量): 用 表示形变量,有:c.万有引力:由此可见:静电库仑力也是保守力。三.势能设质点由 位置 到达 位置 重力的功: 弹性力的功:万有引力的功:(以前谈到“增加”,指:末减初;若是初减末,则为“减少量”)由上面的例子可知:质点在保守力场中运动,保守力所做的功是(对应于)质点的位置的某个函数 的减少量。这个函数就叫势能函数,用 表示。由此可见:保守力做正功,势能减少 ,即: 或者:保守力所做的功的负值,对应于势能的增加。即: 由上述讨论可知:重力势能函数: 弹性势能: 万有引力势能: c是由势能零点来决定的。若:对于重力势能: 弹性势能: 万有引力势能: 势能和保守力是相对应的。势能值不是绝对的,而是相对的,依据于势能零点的选取。若选择保守力做功的起始为势能零点,则终止位置的势能为:即:一定位置的势能在数值等于从势能零点到此位置保守力所做功的负值。 或:一定位置的势能等于从该位置到势能零点保守力所做的功。即: , 例如: 表明: ; 表明: ; 表明: 。由此可见:不能说,万有引力势能总是负的,而与势能零点的选取有关。总结:保守力和势能的关系:①:保守力和势能相对应;反之亦然。②:保守力所做的功等于势能的减少量: , ③:保守力场中任一点的势能,等于从该点到势能零点保守力作的功。 , ④:保守力场中任一点的势能值是相对的,不是绝对的,依据于势能零点的选择,势能函数间相差一常数,保守力场中某二点之间势能的变化是绝对的,不依据于势能零点的选择。⑤:保守力的方向与等势面垂直,指向势能减少的方向。 ∵ 沿等势面,保守力不做功, ∴ 又有: , 若:对于三维情况:可见: 例:如图示,一根弹簧,在O点时,是自由伸展的,由 的过程外力做功1J,求:A,B,C,D点的势能。(各段间距离是相等的,且为1个单位)解:若取O点为势能零点,则: 若取A点为势能零点,则: 当 又 四. 势能是物体相对位置的函数因势能与保守力相联系,故势能是属于以保守力相互作用的,是系统所共有的,不是一个物体所具有的。  练习题:二仅可压缩的弹簧组成一可变刚度系数的弹簧组,弹簧1和2的刚度系数各为k1和k2。它们自由伸展的长度相差l。坐标原点置于弹簧2自由伸展处。求弹簧组在 和x<0时弹性势能的表示式。本回答被网友采纳
第4个回答  2013-07-02
凡是沿任意闭合回路作功为零的力,或者说作功与具体路径无关的力,都称为保守力。从对称性的角度来看,保守力与非保守力之间的区别反映在时间反演变换上,保守力具有时间反演不变性.