设质点Q在势力场中沿曲线 运动(见图)。有势力F沿曲线 所作的功等于两点的势能 、
的差,即
……(1)
令 和 分别代表质点Q在 和 时的速度。由质点运动微分方程的切向投影式得:
式中 为F沿曲线切向的分量。对上式两边乘以dS得:
对上式由 到 进行积分,并代入(1)式,可得:
式中和分别为质点Q在 和点的动能。由此可见,质点在势力场中运动时,机械能保持恒量。故势力场又称保守力场,有势力又称保守力。
质点在保守力场中运动时,没有能量耗散,所以作用于质点的力所作的功只同质点的起始和终了的位置有关,而同质点运动的路径无关。例如,质点沿路径 和 运动时,有势力F沿二路径所作的功相等。
对于在有势力场中的质点系,其机械能亦守恒,其势能可用质心的势能来计算。