质心参考系的应用

质心参考系是一种重要的参考系,然而高校物理教科书中应用举例较少。本文推导质点组力学的三个运动定理在质心坐标系中的简单表述形式,并举例说明这些定理如何应用。     

论动能定义式的真实性

本文阐明：单一质点并不具有功能，只有两个以上的质点系统才具有功能（刚体和刚体组都可视为质点系）；1/2mv^2并非是质点的动能定义式，它仅是质点系动能定义式最基础的函数；质点系的功能定义式不能任取参考式，只能取质心参考系，其值等于系统的各质点对质心系的基础函数之和。     

关于动能定理的讨论

在物理的力学及理论力学中，一般只对动能定理作概要讲解，很少对其作较深入的讨论，这往往会使学生混淆概念并在理论上产生一些误区，因此，有必要对动能概念，动能定理的正确理解，动能定理与动量定理和角动量定理中内力贡献的区别，动能定理与参照系的关系，各质点相对质心的动能与代表质点系统整体运动的质心的平动动能问题，内力的功及外力的功有关问题等作一些较深入的探讨。     

转动定律的矢量推导

在目前常用的普通物理力学教材中,推导刚体绕固定轴转动的转动定律时,多数教材采用了如下的方法:从刚体是不变质点组出发,对刚体中每一质元应用牛顿第二定律出动力学方程式(标量式),再计算每一质元所受的力矩,将所有这些方程式相加,导出转动定律M=Iβ(标量形式),最后指出M、β都是矢量,从而引出转动定律的矢量表示式M=Iβ。这种推导方法有很多优点,例如:推导的物理图象清晰;揭示了刚体运动与刚体中每一质元运动的关系;学生容易接受等。但是,从转动定律是矢量规律的角度看,在推导过程中     

物理模型质点的相对论时空分析

质点的意义在牛顿力学和相对论力学中是有差别的。现在看来 ,牛顿力学中质点的意义已远远超过了其最初定义的内涵。相对论力学在揭示时空的本质方面比牛顿力学前进了一大步 ;从牛顿力学到相对论 ,物理学获得了巨大的进步。     

角动量的定义式仅成立于质心系

本文阐明:单一质点并不是有角动量,只有两个以上的质点系才具有角动量。(?)×m(?)并非是质点的角动量定义式,它仅是质点系角动量定义式的基本函数,质点系的角动量定义式不能任取参考系,只能取质心参考系,其值等于系统的各质点对质心系的基本函数之和。     

能量积分及转动佯谬——力学问题两则

一、关于理想、完整、稳定、保守组之动能和能量积分设系统由n个质点(m_i)组成,受k个理想、完整、稳定约束(?)(r)=0(l=1,2,3,……,k)(1)且主动力有势F_i=-▽_iV(r)(i=1,2,3,……,n)(2)目前发行的力学教科书几乎都断言这样的系统的动能是广义速度的二次齐次函数,因而有能量积分T+V=E。这个结论对惯性系广义坐标诚然不错,但末顾及到广义坐标选择的广泛灵     

物理模型质点的相对论时空分析

质点的意义在牛顿力学和相对论力学中是有差别的。现在看来，牛顿力学中质点的意义已远远超过了其最补定义的内涵，相对论力学在揭示时空的本质方面比牛顿力学前进了一大步；从牛顿力学到相对论，物理学获得了巨在的进步。     

惯性力概念的统一

在经典力学中,“惯性力”这一术语是在两种不同意义下使用的。达朗伯原理中的惯性力是这样定义的(在本文中都以质点为例):当质点受到力的作用改变其原来运动状态时,由于质点的惯性产生对外界反抗的反作用力称为质点的惯性力。在这种定义下,惯性力是质点作用于迫使其改变运动状态的施力物体上的力。惯性力的作用点并不在质点上。     

Mathematica在有心力教学中的应用研究

在理论力学有心力的有关教学中,推导定理需要较复杂的高等数学知识,天体间作用和微观粒子作用等常用实例远离生活实际,学生难以建立物理情景,缺乏直观理解。利用Mathematica软件探讨质点运动规律,能直观、准确地展示质点在有心力下的运动轨迹,所建立的物理图象有助于学生对物理概念和规律的深入理解。本文通过平方反比引力下质点运动的轨道,开普勒定律及两体运动和任意幂有心力三个实例,探讨如何利用Mathematica辅助有心力的教学。     

强相依非平稳序列上超点过程的收敛性

{ξi,i≥1}为标准化的正态序列,rij=Cov(ξi,ξj)。M(nk)是{ξi,i≥1}第k个最大值,本文在条件:j-i→∞时r■log(j-i)→γ∈(0,∞)下,得到了ξ1,ξ2,…,ξn时间正规化上超水平u(n1),u(n2),…,u(n)r形成的点过程依分布收敛到定义在(0,+∞)×R上的二维Cox-过程。     

相对论性粒子系统及其动量中心系

牛顿力学中引用系统的质心和质心系;而相对论力学中有的引用动量中心系[1],也有引用质心系[2],本文通过这几个物理概念的阐述和比较,目的在于进一步理解它们的物理意义,了解它们在高能粒子碰撞过程中的应用。     

关于刚体重心的讨论

设想一个简单刚体，它是由长度为l的刚性轻杆连接两个质量匀为m的质点A和质点B组成。当l不太长，整个刚体处于均匀重力场中，其重心位于轻杆的中点，与质心相重合。如l很长很长，以致于质点A与质点B所在处的重力加速度或是大小不相等，或是方向不相互平行时，其重心将不再与质心重合。刚体在空间取向不同，重心位置可能不同。由此说明重心的概念不宜推广到太大的物体。另一方面又通过演算说明有理由认为实际的物体都是处于均匀重力场中，也没有必要把重心的概念推广到太大的物体。     

关于E~n中转动惯量平面的一个定理

本文研究了n维欧氏空间E~n中有限质点组的转动惯量平面,得到有限质点组的转动惯量平面具有以下性质:E~n中有限质点组的转动惯量平面通过该质点组的质心,且由质点组相随矩阵的特征向量所确定。此性质推广了文[1]、[2]的结果。     

从圆运动到刚体的平面运动

常见的理论力学教科书 [1,2 ] ,一般是根据两个矢量矢积的导数 ,得出作平面运动的刚体中任一点 P的速度和加速度的表示式 ,即v =v A ω × r , ( 1 )a =a A dω dt× r -ω2 r , ( 2 )上两式中 A为基点 ,ω 是作平面运动的刚体旋转的角速度 ,r 是 p点相对基点 A的位矢 .由于大一的高等数学滞后 ,因而常见力学教科书 [3,4 ]仅给出 ( 1 )式而不做推导 ;有的力学教科书干脆不讲刚体平面平行运动学 .在力学课的教学实践中 ,我们在讲清楚作圆周运动的质点的速度和加速度的物理意义的基础上 ,根据运动合成的思想 ,简明地导出 ( 1 )式和 ( …     

经典质点分析力学中三个转折点及其数学物理分析——逆散射问题研究引出的讨论

经典质点分析力学有三个转折点 ,即虚功原理 ,Legendre变换和变分原理 .虚位移定义为满足虚功原理的位移 ,它可使有约束系统物理和数学模型完整化 ;Legendre变换是一种自变量和函数同时改变的变换 ,它在几何上是曲面的切平面 (或法方向 )与曲面上点之间的变换 ,在物理上是 (广义 )速度、Lagrange函数和 (广义 )动量、Hamilton函数之间的变换 ,这种变换可能将只对一阶偏微商非线性的一阶偏微分方程线性化 ,可将二阶偏微分方程如 Lagrange方程化为对称的一阶方程如 Hamilton正则方程 ;本文引入变分积分的全变分 ,从而简化了力学系统运动方程微分形式和各种积分形式之间相互转化的证明     

读者·作者·编者

贵刊1982年第十卷第六期发表的《分配问题的一个推广》一文(简称“该文”)提出了很有意义的广义分配问题.但是,“该文”定义1所定义的广义分配问题最优解的概念欠妥.例如(为了方便,以下均采用“该文”记号),设有2个小组A_1与A_2,有2件工作,每个小组有2个人.规定第i个小组第l个人做了第j件工作的产值c_(i(l),j)是:如果(a,X)是满足“该文”定义1的上述广义分配问题(Ⅰ)的最优解,注意到“该文”(2)、(3)、(4)式,便知(a,X)所对应的总产值是     

绝对连续函数的两个充要条件

本文给出绝对连续函数的两个充要条件,主要结果是定理1和定理2.首先给出如下定义定义1(1)设f(x)是定义在[a,b]上的有限函数,若对(?)ε>0,(?)δ>0,使当[a,b]中任意一组互不相交的开区间{(a_i,b_i)}_(i=1,2…,n)满足     

正交设计中交互列的註记

正交设计中交互列是一个重要的概念,本文指出有关交互列的一些性质定义一设正交表中的三列,第r、s、k列如果对任何i,j (1≤i,j≤n),只要(λ_ir,λ_is)=(λ_ir,λis)就有λ_ih=λ_ik成立,则称第k列是第r列和第s列的交互列。定义二在正交表L_n(S_1×S_2×…×S_n)中,由水平数为S_(l_1)的第L_1列和水半数为S(l_2)的第L_2列所组成的在正交表中的全部交互列组 (第r_1列,…第r_1列),若sum from h to t(S_(r_h-1)=(S_ (l_1)-1)(S_(l_2)-1)成立,其中S_(r_k)(k=1,2,…,t)是第r_k列的水平数,则称该交互列组 (第r_l列,…,第r_l列)是完备的。〔1〕定义三若正交表中,任两列的交互列组都是完备的,则称该正交表是完备的。〔1〕定理一 L_n(S~(?))型正交表是完备的充要条件是:任两列的交互列有s-1列本定理由定义二和三可得。定理二 L_n(S~(?))型正交表中,第r,s,k列为     

质点位矢性质的探讨

本文提出质点运动连续性公理。定义质点的无穷小空间螺旋弧运动为质点的瞬时运动。瞬时运动的性质由质点的速度、加速度及其时变率所组成的三脚形(用(,,)表示)的性状所决定。由质点运动连续性公理导得力的连续性定理及关于质点运动轨迹的三个定理。这些定理说明力的连续性,表明没有连续变动之切线的曲线及曲率(为有限值)不连续之曲线(例如圆弧及其切线所组成之曲线)都不是质点运动之轨迹。这些重要性质改度了某些力学现象的通常解释。