关于质点组动能定理的有效性

《大学物理》1987年第5期所载漆、杜同志“关于质点组动能定理的应用”一文(以下简称漆文)重申质点组动能定理不适用于“复杂系统”.笔者仍然认为此种提法值得商榷. 首先,有两点应予澄清. 其一,漆文写道:“传热和作功是两种不同的能量传递方式,不能混为一谈.……从击发到发射的全过程,不仅涉及传热,还涉及化学反应,这能量转化问题已不是一个经典力学的问题”.这段话完全正确.但是,动能定理的“职责”本来就限于机械功与机械能的关系,至于一般的能量转化问题已超出了它的“职责”之外.说动能定理不能处理一般的能量转化问题,这并不足以征明动…     

高等教育自学考试物理专业试用力学课程考试大纲(草案)(续)

(三)冲量与动量 动量和冲量,质点的动量定理. 质点组的动量,质点组的动量定理. 质心和质心运动定理. 动量守恒定律 *火箭的运动 说明: (1)着重掌握冲量和动量都是矢量.冲量是过程量,动量是状态量. (2)正确理解质点组的动量守恒及与内力性质无关的条件. (3)结合质点组动量和动量定理引入质心、质心动量和质心定理是一种可行的方案.关于质点组质心位置的计算以及质心定理的运用,根据不同教材可安排在刚体力学中作具体讨论. (4)火箭发射的基本原理是动量守恒定律的一个重要应用.不作为基本要求. (四)功和能 功和功率 动能.质点的动能定理. 保守…     

关于变质量系统的动能定理

同讨论变质量物体运动方程一样,用动能定理处理变质量问题时,通常也有两种方法:一种是以变质量质点(主体)为研究对象,由此可导出变质量质点的动能定理[1];另一种是以变质量系统(二质点系)为研究对象,由此可导出变质量系统的动能定理.应该说,两种方法都是可行的.     

动量、角动量和机械能(二)──致“普通物理”力学部分自学者之三

功和动能定理 在物理学中,“能量”概念的使用最广泛,因为它能够定量地描述自然界各种不同运动形式的相互转换.在力学中,能量变化总是和功相联系.力F作的功等于Δr矿表示受力点的位移,即受力质点的位移[1,2].只有当质点受到力的作用且同时发生位移时,才存在作功与否的问题.例如运动员作马拉松比赛,设跑鞋和公路间不打滑,当跑鞋接触地面时,地面对跑鞋作用以摩擦力,但鞋底受力点未发生位移,力不作功.当脚离开路面向前跨进时,跑鞋又失去静摩擦力的作用,也不存在作功问题.还要特别注意不能把更换受力点当作受力点发生位移.跑鞋和路面接触时,路…     

理论力学自学辅导材料(二)——质点动力学(续)

三.质点力学中的三大定理和相应的守恒律 对牛顿第二定律进行一些数学推演,如将质量移到求导算符之后、以质点的位矢叉乘第二定律、以质点的位移dr点乘第二定律等,分别导出了质点的动量定理、动量矩定理和动能定理,这三个定理揭示了丰富的物理内容,它们是从三个本质上不同的方面揭示出机械运动存在的普遍规律.分别反映了机械运动的传递(或转移)规律;机械运动中角运动的传递(或转移)规律;以及机械运动与其他形式运动(如热运动、电磁运动等等)之间相互转化的规律.因而大大丰富了力学理论.它们是我们分析、考察力学问题的基本观点,也是作为建立…     

对流换热的物理机制分析及其应用

一、前言 在众多的传热教科书和文献中,通常认为传热有三种不同的基本方式:导热、对流和热辐射。所谓对流(或对流换热)是指“运动的流体质点以内能的形式把热量带走”,或者“流体中温度不同的各部分相互混合的宏观运动引起的热量传递现象”。由于流体中温度不均匀必然存在导热过程,因此,导热总是伴随于对流换热过程之中,所以可把对     

刚体力学(续)

二、刚体动力学 1.概述 解决刚体动力学问题的依据是质点组动力学的几个普遍定理.在刚体运动学中已证明,虽然刚体可看作由无穷多质点组成,但描述其最复杂的运动──自由运动只需六个独立变量,因此解决刚体自由运动的动力学问题也只需六个独立的方程.质心运动定理(即质点组动量定理)可确定刚体质心的运动(即平动的规律);动量矩定理(相对固定点的、或相对质心的)可确定刚体转动的规律,这两个定理正好提供六个独立的方程,足以解决刚体动力学的全部问题.因此,对刚体来说,质点组动能定理虽然仍然适用,但它必然是上述两个定理联合的结果,不会给出…     

理论力学自学辅导材料(四)——质点组力学中的几个问题

质点组是一群质点的集合,质点间存在着相互作用力,彼此的运动相互制约、耦合在一起.质点的数目可以是有限的,也可以是无限的.若仅从机械运动角度考察,宇宙中的万物,如固体、流体、有生命的物体和无生命的物体;小至由几个带电粒子组成的系统,大至太阳系、星系等都可简化为质点组这个模型.可见质点组力学具有广阔的适用范围.质点组力学中的几个普遍定理不仅是刚体力学的理论基础,而且也是天体力学、弹性力学、流体力学等学科的基础. 质点组力学是建立在质点力学基础上,采用综合的方法,并广泛地利用牛顿第三定律而发展起来的.解决质点组力学问…     

读者来信

大学物理编辑部: 贵刊1985年第2期第41页“动量、角动量和机械能(二)”文中“总之,如果系统内包含有进行化学反应以至生命现象的复杂系统,最好把它们排除于质点组以外再应用质点组动能定理”这样一个论点是可以讨论的.现将有关资料开列如下,或可供贵刊读者参考.[1]《力学基础》(漆安慎、杜婵英编),第198页.[2]动能定理不适用于“复杂系统”吗(高教出版社《教材通讯》1985年第1期.[3]关于质点组动能定理和“复杂系统”的问题(《教材通讯》1985年第5期).[4]命运乖　的动能定理(阜阳师范学院学报1986年第1期).——读者读者来信…     

非旋转性前进波Euler与Lagrange解间的转换

对等深水中非旋转性的前进重力波动场,以求得的Euler与Lagrange两种形式至第三阶的解,按照同一流体质点在相同时间与位置处其流速唯一与质量守恒性及在自由表面水位处Euler形式解与Lagrange形式解为同一值的特性,来推导二者可相互转换.由连续的Taylor级数展开,考虑波动场中各流体质点的运动轨迹与运动周期,将已知的Euler形式解转换成完全未知的Lagrange形式解,解决了以往成果中出现含时间的不合理的共振项,以及无法得到与Euler系统不同的Lagrange形式的流体质点运动频率与平均运动 关键词： 非旋转性前进波 Euler-Lagrange转换 质点运动轨迹 质点运动频率     

动量、角动量和机械能(一)──致“普通物理”力学部分自学者之二

上期“从质点力学开始”一文谈到牛顿运动定律.原则上说来,按照这些定律,在经典力学中那些可解的问题都应当解决了.例如质点组,我们可以列出其中每个质点的动力学方程,写出各个质点的初始条件,通过解方程就能掌握全部质点的运动状况.然而,这样作并不总是非常方便的.在经典力学体系中,我们还有从牛顿运动定律派生出来的关于质点、质点组的动量、角动量和机械能的定理以及与它们有关的守恒定律,为我们研究经典力学问题开辟出多种多样的途径.这部分内容是非常丰富的,其中涉及的概念比前一阶段更抽象些,因此常常需要结合一些典型例子,以求得对于…     

对同一运动问题的不同解析

在职高力学中,解决动力学问题最基本、最重要的途径是牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律和功能原理．要能够熟悉运用以上原理,必须弄清它们之间的相互联系和区别．这样有助于学生对同一力学问题的学习更深入．思路更清晰．下面通过简单运动问题作一示例,应用不同力学原理来解析,一题多     

从功能侧面讨论《茹可夫斯基凳实验》

在布可夫斯基凳实验过程中，系统的转动能是改变的，这是由于内力作功的结果．本文将从质点组动能定理出发，通过模型简化手段，推导出内力作功与系统转动能改变二者之间的定量关系．     

广义相对论浅释(3)(连载)

３质点在史瓦西场中的自由运动──广义相对论动力学经典理论认为,质点在外力场中自由运动时,其角动量与能量是守恒的,广义相对论也同样承认这两个结论,但要对角动量与能量的形式进行修正．质点在史瓦西场中自由运动时,它始终在过史瓦西场中心的某一平面上,我们取球极坐标的极轴ｚ垂直于质点的运动平面,这样就有θ≡π／２,ｄθ≡０,这就使涉及到θ的关系式简化了．在经典理论中,质点角动量的形式为ｍｒ２。狭义相对论指出,静止质量为ｍ０的质点以速度ｖ运动时,其质量为ｍ０×,广义相对论将质点的角动量的形式修正为ｍ０．质点…     

用激光演示李萨如图形的新方法

当一质点同时参与两个不同方向的振动时,质点的位移是这两个振动位移的矢量和.在一般情况下质点将在平面上作曲线运动,质点的轨道可有各种形状.轨道的形状由两个振动的周期、振幅和相位来决定.为了简单便于制作,仅对一质点如何受两个相互垂直的振动作了研究,对其运动轨迹如何用激光光束描绘作了实验.     

开普勒轨道的进动

我们在本文中研究:一质量为m的质点,在引力作用下进入和离开S系的运动,S系是由均匀分布在半径为R的球内的大量质点组成的.我们发现:如果穿越S系时运动质点没有碰撞,则运动质点的轨道不再是一个稳定的开普勒轨道.轨道的长轴将绕通过系统的中心并垂直于物体运动平面的轴进动.在一定的条件下。物体作有限次的周期运转后,将返回到它的初位置.某一颗星运动进入一星系,尔后又离开星系,可作为我们实际分析的例子. 我们采用极坐标系来分析这一质量为m的星的运动.设系统的质量为M,而极坐标的极点在系统的质心,且 m<相似文献   

理论力学自学辅导材料(三)——非惯性系内质点力学

非惯性系内质点力学主要包括三方面内容:一、两坐标系间速度和加速度的变换关系.它起着桥梁的作用,有了它就能从已知的质点相对于惯性系的运动规律推导出质点相对于非惯性系的运动规律.其中不需要附加任何新的假设.另一方面它是质点运动学理论的一部分,为分析研究比较复杂的质点运动提供了一种很有用的简化方法.二、在非惯性系内质点的动力学方程.它是解决非惯性内质点动力学问题的出发点.三、由地球自转产生的一些重要现象.本文仅就一、二两方面作一些说明.一、两个坐标系间速度和加速度的变换关系 为了掌握这两个变换关系的推导,应搞清以…     

质点在动态多边形顶点的相遇问题

想象有两个运动质点位于一线段的两端,做相对运动,无疑两质点会相遇.再设想大量质点位于一个圆周上,一个质点接一个质点运动,结果运动沿圆周循环运动,永不相遇,这是多边形两种极限情况,那么对于其间n边形情况如何呢?下面我们作具体的分析.     

质点在有心力场中运动轨道的稳定性

本文探讨质点在有心力场中运动轨道的稳定性问题．运用李亚普诺夫关于运动的稳定和不稳定性定理，证明在幂次定律形式的 力场中，质点在平方反比场中运动的椭圆、抛物线和双曲线三种轨道都是稳定的，这是这种 力场所具有的性质；质点在弹性引力场中运动的椭圆轨道也是稳定的，而在弹性斥力场中运动的轨道一般是不稳定的．文中对其它有心力场也作了一些讨论．     

自感和互感

电磁感应的两种类型第一种类型我们知道当带电体在磁场中运动时,它会受到一个力,叫做洛仑茲力。例如一个带电质点在均匀磁场中运动时,如果它原来的速度与磁场垂直,那么它受洛仑茲力作用的结果就会作圆周运动;如果原来速度与磁场平行那么洛仑茲力为零,带电质点就直线等速前进;如果原来速度与磁场有一任意倾斜角,则质点将作螺旋式的运动。值得注意的是,无论哪种情况质点速率都不变,也就是说洛仑茲力并不对质点作功,因此不能使质点获得能量,而只能影响质点运动的方向。现在来考察一根导线在磁场中运动的情况。为简单计假定磁场方向、导线和运动方向互相垂直。这时导线中的自由电子,象上述带电质点一样,因为受到洛仑茲力,就有作圆周运动的趋势,但由于导线对于电子