势能引入的改进

本文通过讨论成对相互作用的保守力的合功与路径无关的特性引入势能的概念,并借此来深化势能属于保守力相互作用的系统的认识。     

势能与势能系统共有概念

本文从引力势能系统共有的观点出发,就ｍｇＨ势能项的来源作一探讨并论及势能的系统共有概念． 有一静止在地面质量为ｍ的物体,被抛射向空中．如右图所示,地球质量为Ｍ,半径为Ｒ,物体与地心距离为ｒ,设物体沿地球半径Ｒ的延长线方向即ｒ方向运动一位移元ｄｒ,地球万有引力Ｆ对物体所作的功为： ｄＡ＝Ｆ· ｄｒ 物体由ｒ１运动到ｒ２,地球万有引力Ｆ对物体所作的总功为： Ａ＝Ｆ·ｄｒ（１）由牛顿第三定律,此时物体的万有引力Ｆ’作用在地球上,地球由ｒ１’运动到ｒ２’,物体引力对地球位移元功ｄＡ’及总功Ａ’各为： ｄＡ’＝…     

势能引入的一种方法

本文给出了适合工科大学物理教学的势能引入的一种方法     

弹性势能零点选择与弹性势能表达式问题讨论

弹性势能差值不会因为弹性势能的零点选择而改变,但当规定弹性势能的零点位置不同时,系统的弹性势能却有不同的表达式.当选择弹簧原长时为零势能点,弹性势能的表示形式最简单,Ep=1/2kx2.是不是通常情况都是以弹簧原长时为零势能点?在具体问题中,零势能点的选取有没有特定的要求?文中对上述问题作出了系统性的分析与回答.     

浅谈从保守力做功到势能概念的引入

通过保守力做功到势能概念的引入方法的介绍，并从保守力做功与势能的定量关系出发对势能的定义及特点进行了讨论．     

关于弹性势能的讨论

讨论了当势能零点任意选取时弹性势能的表达式及其取值情况，并对这些情况作了理论上的解释。     

弹簧振子势能问题的探讨

讨论竖直状态下弹簧振子的能量,阐明了两种势能零点的选取及其在教学中的优劣.     

计算势能的一种简捷方法

给出了一种计算势能的简捷方法．     

也谈谐振系统的势能和总能公式的适用性

用E=1/2kA^2求振幅A时必须选择谐振系统的平衡位置作为系统所有势能的零点，否则利用该式求出的振幅是错误的，其根本原因在于只有令谐振系统在平衡位置时系统的总势能为零，则任意位置时系统的总势能才有一固定公式Ep=1/2kx^2该公式反映的是系统和平衡位置相比较由于振动而具有的势能，可以称它为振动势能，且该公式具有普适性．     

零势能位置的巧妙选取

如图1,已知轻质弹簧劲度系数为k,物块质量为m,分别处于图中的A,B,C三个位置,0弹簧处于原长时平衡位置为O,当物块m放在弹簧上时平衡I 位置为O',且|OO'|=l1,当用手将物块拉伸至A位置时,系统保持静止,|AO'|=l,求系统处于C位置时的机械能.     

BH2的分子结构和势能函数

采用密度泛函理论(DFT)的B3P86方法和相对论有效原子实势理论模型(RECP),对BH2,BH2+和BH2-分子进行了优化,得到这些分子基态的电子状态分别是2A′,3A′,3A".计算也得到了BH2的分子结构和势能函数,它的离解能是7.752eV,BH2分子具有C2V对称性;由微观可逆性原理,判断了BH2分子的离解极解;并且导出了BH2分子的多体项展式势能函数,其势能面等值图展现了H-B-H的结构,这些结果可以用于BH2分子的微观反应动力学.     

PdPbH分子的结构与势能函数

在相对论有效原子实势近似下,用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯和铅采用LANL2DZ基函数,氢原子采用6-311 G**全电子基函数,对PdPb、PdPbH分子的结构进行优化.计算表明:PdPb分子的基态为X1∑ ,键长RPdPb=0.24536 nm,离解后Pd原子处于基态(单重态)而Pb原子处于激发态(单重态),离解能为3.107686 eV,引入开关函数拟合得到Murrell-Sorbie势能函数;PdPbH分子最稳态为Cs构型,电子组态为X2A′,键长RPdPb=0.2547 nm,RPdh=0.15919 nm,键角∠PbPdH=64.7856°,离解能De=4.79 eV.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限,并用多体项展开式理论方法分别导出基态PdPb和PdPbH分子的势能函数,其等值势能面图准确的再现了PdPb和PdPbH分子的结构特征和离解能,由此讨论了Pd Pb H分子反应的势能面静态特征.     

势能零点位置选取的简便方法

力学问题中常见的势能是弹性势能和重力势能．由于势能的相对性，在选取不同的势能零点位置时，计算过程有简有繁．因而，确定合适的势能零点会给解决问题带来方便．     

He-Na2体系势能面的从头计算研究

在单、双迭代(包含三重激发微扰校正)耦合簇CCSD(T)理论水平下,采用cc-pvtz/Na、aug-cc-pvqz/He并加{3s3p2d1f}集的键函数组成的大基组,计算了He-Na2体系819个构型的相互作用能.通过对96个参数的解析表示的拟合,得到了体系的三维势能面.结果表明在Na2处于基态时该势能面上存在2个势阱,分别对应于线型和T型构型,阱深分别为1.58 cm-1,1.77 cm-1.整个势能面呈现出弱的角度各向异性.讨论了Na-Na键长变化对相互作用能的影响.     

简谐波势能的一种简明推导

在大学普通物理的教学中,对波动能量的理解是一个重点和难点.对简谐波势能的完整讨论需要涉及材料力学方面的背景知识,少学时的普通物理课程中一般未涵盖这些内容;因此很多教材只是用示意图来定性说明简谐波的势能和动能密度相等,或者不加证明直接给出结论,这在一定程度上影响了教学效果.本文基于细绳中传播的简谐波给出了简谐波弹性势能的一种简明推导,只需使用受力分析等学生较熟悉的力学知识,且在介质的弹性限度内对于大幅振动也适用,便于学生理解和掌握.     

引力势能与重力势能

在力学教学中需要从引力势能公式导出重力势能公式，说明重力势能公式是引力势能公式在物体离地面的高度ｈ远远小于地球半径Ｒ的条件下的近似公式。     

离心势能教学应用3例

在匀速旋转的非惯性系中引入离心势能,并将其计入系统总势能中,使得机械能守恒等涉及势能的基本方法得以沿用.文章利用离心势能解决3个涉及转动的经典力学问题,以诠释其教学价值.