1700977518
1700977519
1700977520
1700977521
其中u既是A系中B的速度值,也是S系中A,B间相对速度值.由上式可解得
1700977522
1700977523
1700977524
1700977525
1700977526
1700977527
1700977528
1700977530
力学(物理类) 3.2 保守力与势能
1700977531
1700977532
3.2.1 保守力
1700977533
1700977534
一个力有保守性的与非保守性的区分,这样的区分首先是在惯性系中进行的,进而可引申到非惯性系,惯性力在形式上也可分为保守性的与非保守性的.真实力是成对出现的,于是进一步可将一对作用力与反作用力分为保守性的与非保守性的.
1700977535
1700977536
惯性系S中,如果一个力对质点所作功与质点的初始位置和终止位置有关,而与其间通过的路径无关,便称为保守力.据(3.3),(3.4)式可知,地面系中重力是保守力,一端与墙固定的直弹簧施加于另一端物体的弹性力也是保守力.惯性系S中,作功量与路径有关的力称为非保守力.摩擦力、空气阻力等,都是非保守力.
1700977537
1700977538
惯性系S中,设质点从位置a可沿路径L1到达位置b,也可沿路径L2到达位置b,如图3-9所示.质点运动过程中若受保守力F,则有
1700977539
1700977540
1700977541
1700977542
1700977543
1700977544
1700977545
1700977546
图 3-9
1700977547
1700977548
1700977549
令质点从b沿着与L2相反的路径返回a,便有
1700977550
1700977551
1700977552
1700977553
1700977554
1700977555
意即从a沿路径L1到b,再经路径返回a的整个闭合路径L中,保守力作功为零.这可表述成
1700977556
1700977557
1700977558
1700977559
1700977560
L1,L2可任选,L也就具有随意性,这表明保守力沿任一闭合路径作功为零.反之,不难证明,沿任一闭合路径作功均为零的力必定是保守力,(3.18)式便成为保守力的判别式.
1700977561
1700977562
力保守性的上述讨论可引申到非惯性系,例如在非惯性系中一端固定的直弹簧对另一端物体的弹性力也是保守力.非惯性系中的惯性力,如果也满足(3.18)式,那么在形式上可称为保守性的惯性力.平动匀加速非惯性系中的平移力,匀速转动非惯性系中的惯性离心力都是这样的力.
1700977563
1700977564
一个真实力在某参考系中是保守力,在其他参考系中可能仍是保守力,也可能是非保守力.地面系中重力是保守力,在地面附近相对地面系平动的惯性系和非惯性系中重力仍是保守力,但是在绕着水平固定轴旋转的非惯性系中重力却是非保守力.在参考系S1中,一端固定的弹簧对另一端物体的弹性力是保守力,在相对S1系运动的参考系S2中,此弹簧的弹性力是非保守力.
1700977565
1700977566
一个力保守性的讨论,可引申到一对作用力与反作用力保守性的讨论.两个质点之间的一对作用力与反作用力作功之和在所有参考系中相同,都是由这两个质点之间相对位移确定的.如果在其中一个质点参考系中,另一个质点所受力是保守力,那么在此参考系中乃至在所有其他参考系中,这一对作用力与反作用力作功之和仅与这两个质点之间的初始相对位置和终止相对位置有关,而与其间路径无关,于是可在所有参考系中称这两个力是一对保守性的作用力与反作用力.两个质点之间的万有引力是一对保守性的作用力与反作用力,物体所受重力与物体对地面的反作用力本质上是一对万有引力,因此也是一对保守性的力.两个质点之间的一对弹性力,是一对保守性的作用力与反作用力.前面提及S1系中一端固定的直弹簧对另一端物体的弹性力是保守力,但在相对S1运动的的S2系中却不是保守力.如果将弹簧固定端的物体所受弹性力考虑进来,这两个物体受到的弹性力可处理成一对作用力与反作用力,因此在所有参考系中都是一对保守性的弹性力.
1700977567
[
上一页 ]
[ :1.700977518e+09 ]
[
下一页 ]