什么是保守力,常见的保守力有哪些

米龙2023-02-17  730

假设一个受到某作用力的粒子,从初始位置移动到终结位置,而此作用力所做的功跟移动路径无关,则称此力为保守力(conservative force),又称为守恒力。等价地说,假设一个粒子从某位置,移动经过一条闭合路径后,又回到原本位置,则作用于这粒子的保守力所做的机械功(保守力对于整个闭合路径的积分)等于零。

例如重力、弹簧力、磁场力、电场力等等,都是保守力;而摩擦力和空气阻力是典型的非保守力。

扩展资料:

保守力的判断方法:

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。

1、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。

2、对于一维以上运动,大小和方向都与位置无关的力,如重力G=mg,是保守力。

3、若在空间中存在某个中心O,物体(质点)P在任何位置上所受的力f都与“向量OP”方向相同(排斥力),或相反(吸引力),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。

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).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)

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。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。

与相应势能改变关系,保守力做多少功,对应的势能减少多少。

以重力势能为例,物体和地球间有万有引力,物体下落时,它们发生了相对运动,而且万有引力还对物体做了功,物体动能发生变化,就是由他们之间的势能转化而来。

由于地球质量远远大于物体,地球几乎不受影响,所以我们平时一般都说某个物体的重力势能,其实重力势能是物体和地球所共有的。

扩展资料:

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) 。

保守力与耗散力(非保守力)→势能(定义:ΔEp = -W保)

可以证明,遵从F∝1/s^n(n是整数)关系的力都是保守力。


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