对系统内力做功的研究

1．内力做功与系统机械能守恒 当系统只有保守内力做功,而非保守内力（如摩擦力）和一切外力所做的功的总和为零时,系统内各物体的动能和势能相互转化,但它们的总量保持不变．这就是系统的机械能守恒定律．     

透析系统机械能守恒的条件

系统机械能守恒的条件是：系统所受的外力只有重力或弹力做功，系统内力做功代数和为零．但内力做功代数和为什么为零?几乎所有的参考书都没有论证．下面分几类对系统机械能守恒时内力做功代数和为零做一分析，旨在更深入理解其实质。     

对机械能守恒定律两种表述的理解

机械能守恒定律在中学物理高一新教材中的表述是 :在只有重力做功的情形下 ,物体的动能和重力势能发生相互转化 ,但机械能的总量保持不变 .而在旧教材中的表述是 :如果没有摩擦和介质阻力 ,物体只发生动能和势能的相互转化时 ,机械能的总量保持不变 .笔者认为这是侧重于守恒条件的两种不同理解 .1 .从功和能的关系理解由功能原理 Σ W外 + Σ W非内 =ΔE可知 ,一切外力所做的功 Σ W外 和一切非保守内力所做的功 Σ W非内 的代数和为零时 ,系统机械能的增量等于零 .从功能关系的角度看 ,重力 (弹簧的弹力 )做功不会改变物体的机械能 ,除重…     

功能原理教学中应注意的两个问题

1 外力做功问题 由牛顿第二定律可推出质点的功能定理,用质点的功能原理又可以推出质点组的功能定理,在此基础上可得出质点系的功能原理 A外 + A内非 = E2 - E1 . 由上式可知,若外力不做功,且非保守内力也不做功,则系统的机械能守恒.这便是众所周知的机械能守恒定律.因为机械能守恒定律是在牛顿第二定律的基础上导出的,所以质点系的机械能守恒定律只适用于惯性系. 系统的机械能在惯性系甲中守恒时,在惯性系乙中是否一定守恒?我们用下面的实例来说明.如图1所示,一轻质弹簧,一端固定在墙上,另一端紧靠一质量为m的小球,用手向左推小球使弹簧…     

“0”常数的物理意义集锦

△作匀速运动的物体其加速度为0 △静止的物体其速度为0 △作自由落体运动的物体其初速度为0 △竖直上抛运动的物体在最高处时其速度为0 △物体受共点力作用而处于平衡态时,其所受的合力为0 △有固定转动轴的物体处于平衡态时,其所受的合力矩为0 △系统的动量保持不变(动量守恒)的条件是系统所受外力的矢量和为0 △机械能守恒的条件是物体系中除重力和弹力外,其他内力和外力的功为0 △物体作完全弹性碰撞时,机械能的损失为0 △力与位移垂直时,力作功为0     

浅谈动量守恒与机械能守恒的综合运用

动量守恒定律和机械能守恒定律是两个重要的守恒规律 .它们研究相互作用的物体系 ,而且只研究系统的始末状态 ,不必过多地考虑中间细节过程 (并不是不要分析物体运动的全过程 ) .但两守恒定律的适用条件有所不同 :动量守恒定律强调系统不受外力作用 ,或所受合外力为零 .动量守恒方程是矢量方程 ;机械能守恒定律强调系统只有重力、弹力作功 ,其它外力不作功或作功代数和为零 .机械能守恒方程是标量方程 .因为物体间发生相互作用时 ,一般都伴随着动量、动能、势能的传递 ,所以 ,对于同一个系统 ,动量守恒与机械能守恒现象往往渗透交织在一起 .…     

判断机械能是否守恒的方法

<正>应用机械能守恒定律求解相关问题,首先要做的就是判断机械能是否守恒,而判断机械能守恒的方法一般有两种:一种是根据机械能守恒的条件判断,即分析物体或系统所受的力,判断重力以外的力(不管是内力还是外力)是否对物体做功,如果重力以外的力对物体或系统做了功,则物体或系统的机械能不守恒,否则机械能守恒。另一种是根据能量的转化判断,即对于一个物体或系统,分析是否只存在动能和重力势能(弹性势能)的相互转化。     

对动量守恒条件需作进一步说明

严格的动量守恒条件是十分明确的，即当质点组所受合外力为零时，质点组动量守恒。动量守恒只涉及外力而与内力无关。分析机械能守恒的条件时，要详细分析内力和外力作功的情况。因此，判断动量是否守恒相对简单容易些。但是，有一类常见而又重要的物理问题如爆炸、冲击、碰撞等过程，在分析其动量守恒条件时，往往指出，在这一类过程中，合外力不一定为零，由于内力远大于外力，这时如摩擦力、重力等就可以忽略不计，可以认为这类过程动量近似守恒。对照动量守恒条件，学生不禁会有疑问，既然动量是否守恒与内力毫无关系，为什么在讨论上述…     

从内力作功角度看中学的某些力学问题

一、问题的提出在一次函授教学中,有人曾经提出这样一个问题:质量为M的物体放在质量为M的斜面上,若所有接触都是无摩擦的。当m由静止沿斜面下滑时,则体系机械能守恒。(见图2)。对于这一问题中学生一般都是很明确的。这位函授生又提出,机械能守恒条件是非保守力不作功,仅有保守力作功,而在此问题中M对m作用的支持力N与m对M作用的正压力N都作功(非保守力作功),那么体系机械能为什么又守恒呢?应作如何解     

机械能守恒定律和动量守恒定律与参照系的关系

机械能守恒定律及动量守恒定律是机械运动的两大基本规律．下面讨论使用两个守恒定律与选择参照系的关系。一、使用两个守恒定律与惯性参照系选择的关系1．使用机械能守恒定律与惯性参照系选择的关系机械能守恒定律是以牛顿定律为出发点推导出来的，而牛顿定律适用于惯性参照系，因此，机械能守恒定律也只适用于惯性参照系。机械能守恒与否并没有“绝对”意义。所谓“绝对”是一物体系在某一特定惯性参照系中机械能是守恒的，在另一拨参照系中机械能也一定守恒．因为机械能守恒条件∑A外＋∑A非保内=0中，外力功∑A外一般来说是随参照系的…     

学习机械能守恒和转化定律要诀

能的概念、功和能的关系以及各种不同形式的能量相互转化和守恒的定律，贯穿在全部物理学中．而机械能的概念和机械能守恒定律，是学习各种不同形式的能量转化规律的起点，也是运动学和动力学知识的进一步综合和扩展．本文就学习机械能守恒和转化定律应予强调和注意区别的问题，谈一些肤浅看法．■一、机械能守恒和转化１．机械能守恒的条件．众所周知，具有普遍性意义的功能定理是：W外＋W非内＝E２－E１＝（EK２＋EP２）－（EK１＋EP１）（１）我们在应用功能定理解决许多力学问题时，发现在外力不做功（W外＝０），也无耗散内力做…     

机械能守恒定律违背力学相对性原理吗

力学中的三条运动定理——动量定理、角动量定理和功能原理,是由牛顿力学三定律直接推导出来的。这三条运动定理在一定的条件下,又可转化为三条守恒定律——动量守恒定律、角动量守恒定律和机械能守恒定律。这些定理、定律的应用,对于力学问题的解决,带来了极大的方便。对于一个力学系统,若在某个惯性系内动量守恒,则在另一个惯性系内动量也守恒;若在某个惯性系时角动量守恒,则在另一个惯性系内角动量也守恒。但机械能则不然,一个力学系统,在某一个惯性系内机械能守恒,在另一个惯性系内却未必守恒,这是否违背了力学相对性原理呢?下面先从动能定理谈起。 在惯性系S内,质点组微分形式的动能定理如下:d sum from i=1 to n((1/2)m_1v_1~2=sum from i=1 to n(?)(e)F_1·(?) sum from i=1 to n(?)F_1(i)·(?)…………(1) (1)式中,(?)表示外力,(?)表示内力。右边第一项表示各外所做元功的代数和,第二项表示各内力所做元功的代数和,分别用d_(w外),d_(w内)表示,则有 d sum from i=1 to n((1/2)m_1v_1~2)=d_(w外) d_(w内)……………………………(2) 通常将内力的功,分为保守内力所作的功和非保守内力所作的功。即 d_(w内)=d_(w内保) d_(w内非)………………………………………………………………(3)故有     

试论机械能守恒定律

本文通过伽里略变换证明“功能原理”符合相对性原理，并对国内外一些大学物理教材中有关机械能守恒定律的不同表述，进行了分析和探讨。笔者认为，国内高校的基础物理教材中，关于机械能守恒条件的准确表述应为：“外力作功与非保守内力作功之和为零。”     

圆柱沿斜面作纯滚动时摩擦力作功的讨论

本文证明了圆柱沿斜面作纯滚动时摩擦力所作的正负功正好抵总效果是不作功,因此系统的机械能守恒。     

圆柱沿斜面作纯滚动时摩擦力作功的讨论

本证明了圆柱沿斜面作纯滚动时摩擦力所作的正负功正好抵消，总效果不作功，因此系统的机械能守恒 。     

谈谈合外力为零(高一、高三)

对于一个系统,如果所受外力的合力为零,那么系统所受的冲量合为零,即系统的动量守恒.然而合外力为零,外力对物体系所做的总功却不一定为零.明确这一点,就比较容易判断系统的动量,系统的机械能是否守恒的问题. 例1 如图1,在光滑的水平面上叠放着A、B两物体,B是够长,A、B间有摩擦.现用等大、反向的恒力F1和F2分别拉物体A、B,使得A、B相     

普物教材中错用功能原理解题之一例

本文商讨了物理教材中应用功能原理解一个题目所出现的错误,并给出正确的解法.指出另一篇同类商讨文章“关于应用功能原理解一个习题的错误分析”(5)的结论错误.功能原理是普通物理中的一个基本原理,它表明物体系统在运动过程中,外力与非保守内力对物体系统所作的功等于系统机械能的增量.外力与非保守内力作功仅与物体系统初终点状态有关,而与物体系统运动过程无关.如果物体系统在运动过程中,在某一处的机械能发生了突变,则要以该处为分界点分段应用功能原理进行计算,才能得到正确的结果.为数众多的普通物理统编教材和辅导教材中的某些例题、习题正是疏忽了这一点而得出错误的结论.例如,在普通物理辅导教材(1)中,81页例5,一雪橇从高为h的坡上由静止滑下,并在水平地面滑行一段距离后停下,求证:在整个路程中的摩擦系数为:μ=h/s(在     

对机械能守恒条件的理解

关于机械能守恒的条件，教材中有这样两句话：①在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．②在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒．所以很多地方总结机械能守恒的条件为：只有重力或弹力做功．对机械能守恒条件的理解：     

动量守恒定律的应用

碰撞是动量守恒定律在实际问题中的具体应用,根据动量守恒条件：①系统不受外力或所受的合外力为零;②系统所受的合外力不为零,但在某一方向上所受合外力为零,则系统在这一方向上的动量守恒;③系统所受合外力不为零,但系统相互作用的内力远远大于系统所受的外力时,近似认为系统的动量守恒。由于碰撞具有明显的特点,相互作用的时间短,作用力大,故动量守恒。若发生弹性碰撞,动量动能都守恒。若为非弹性碰撞,动量守恒,     

关于机械能守恒定律的条件

近来经常听到一些对“机械能守恒定律成立条件”的议论,寻查手头资料一看,确实存在着两种不同的观点。这两种观点是,第一类观点:如果只有系统内的重力和弹力做功,其他内力和外力都不做功,或其他内外力做功的代数和为零,那么物体系的机械能守恒。持有这种观点的有: 1、北京教育学院教学研究部编《高中物理总复习》(1984年4月第3次印刷第91页) 2、《中学物理教学与研究》(1981年第2期)关塽的文章《怎样理解机械能守恒的条件》