关于功和能几个问题的讲解法

一、怎样讲解负功和不作功的问题1、功的定义:作用到物体上的力所作的功等于力在力的作用点的位移方向的分量(Fcosθ)和位移(S)的乘积。设有一力 F 作用在物体上某点 P,我们称这点为力的作用点。设此物体在力 F 的作用下运动时,力的作用点的位移是 S(图1) ,力和位移间的夹角是θ。在计算力所作的功时应把力 F 分解成两个分量,一个是沿位移 S 方向的分量 Fcosθ称为有功分量,另一个是沿与位移垂     

功的定义式中的(?)是力的作用点的位移吗?

功是物理学中最基本的概念之一,也是力学教学的重要课题,但学生对机械运动范围内功的定义和功的计算常有疑问。一、问题的提出力学中功的定义可表为dA=F·dr或A=∫F·dr或A=∫F·dr,有些力学教材把式中的dr表述为力的作用点的位移。这在当受力物体可视为质点时,表述不会发生问题,但当受力物体不能被视为质点时,就产生了疑问。     

关于功的定义

一、引言功是物理学中一个重要的基本概念,但至今对功还没有一个公认的、统一的定义。若 A物体受到 B 物体的作用力(?),则 B 对 A 所作的功,通常有两种定义:一是力与其作用点位移 d的标积,即     

对功的一般表达式的讨论

《物理教学》1985年第11期所刊登的《关于功的一般表达式》一文(以下简称<功>)提出F·dr不是功的一般表达式的论点,本人认为是不妥当的。在牛顿力学中,功的一般表达式被定义为在牛顿力学中,功的一般表达式被定义为dW=F·dr(l)式所定义的是机械功,dr是力的作用点(以下简称为力点)的位移。     

关于“力对物体作功”中几个问题的讨论

恒力的功与路径有关吗?滑动摩擦力能否作正功?在非惯性系内物体的动能定理如何应用?等等,这些问题涉及功的计算和对功、能关系中基本理论的理解问题,学生学到这部分知识时也感到模糊,因此就如何结合教材理解这些问题谈谈我的意见。     

“功”的两种定义的等效性

一 问题 当物体(当作质点)作直线运动时,加于其上的恒力在一段路程中对物体所作的功,有两种不同的定义: 1 功等于力在位移方向上的分量Fcoαa和位移的大小s的乘积,即A=Fcosα·s; 2 功等于力的大小F和位移在力的方向上的分量s cosα的乘积,即A=F·s cos. 按照第一种定义,只有力在位移方向上的分量Fcosα作功;而力在垂直于位移方向的分量Fsinα不作功。     

三维含摩擦多刚体碰撞问题的数值计算方法

由于碰撞过程中切向冲量的方向会发生变化, 一般情况下三维含摩擦的多刚体碰撞问题需要通过数值计算的方法来确定碰撞结束时最终冲量. 以法向冲量作为独立变量建立碰撞过程中的动力学方程, 以Poisson给出的恢复系数的定义作为碰撞结束的终止条件, 建立了处理一般多刚体系统含摩擦碰撞问题的数值计算方法. 通过数值计算和定性分析展示了碰撞过程中切向运动随法向冲量演化的各种运动模式.     

关于词项和概念之争

近年来,在我国逻辑领域关于＂词项＂与＂概念＂的定义和使用问题一直存在着分歧。当代形式逻辑体系是否还有＂概念＂的位置？＂概念＂是否应被＂词项＂所取代？有两派观点,一派认为应该用词项取代概念 另一派认为词项和概念应该区分使用,不能完全否定其一。但毋庸置疑,概念的定义规则、分类与划分,限制与概括以及由概念断定的外延的范围等这些关于概念的逻辑问题仍然需要在＂概念＂的意义上讨论。因此,从逻辑学的角度研究概念在一定程度上也是必要的。     

机械运动的内部矛盾

本文运用唯物辩证法的最根本法则——对立统一的法则,结合了一些力学的概念来探讨机械运动的内部矛盾。文中说明了“力”的本质,并讨论了机械运动的一些重要的内部矛盾。指出从动力学的观点来看,当着眼点在单个物体机械运动的变化时,内部矛盾表现为惯性与运动不灭的属性的矛盾,而外力是外部原因;当着眼点在若干物体内传递机械运动时,内部矛盾是作用和反作用的矛盾。从运动学的观点来看,“在这地方”和“在另一个地方’的斗争与统一推动了物体的机械位移。     

常见均匀刚体转动惯量的计算

转动惯量是刚体力学中的一个重要物理量,在许多大学物理教材中,对一些常见均匀刚体的转动惯量只给出了结论,没有给出计算过程。本文根据转动惯量的定义计算出一些常见的几何形状简单、质量连续且均匀分布的刚体绕定轴转动的转动惯量,得出了刚体的转动惯量与一些因素有关。期望这些内容能对大学物理教学和学生的深入理解提供帮助。     

浅谈阻尼振动的“振幅”

振动中的■■■定义为“振动物体离开平衡位置■■大位移的绝对值”[1].这应该是一个振动物体所能达到的值.在■着振动中,假设■子在X轴上振动,并且原点为平衡位置,则振幅     

一对作用力和反作用力作功的总和代表什么?

根据功的定义“力对物体所作的元功等于力和力所作用的那个质点的元位移的点积,即”。由于两个相互作用的质点例如两个相互吸引的小球所完成的位移一般是不相等的,即,所以质点1对质点2的作用力对质点2所作的功dAF一般并不等于它的反作用力对质点1所作的功的负值。也就是说,在一般情况下一对作用力和反作用力作功的总和并不等于零,即dAF+dAF＇≠0。这一点具有极重要的物理意义。为了说明一对作用力和反作用力作功的总和dAF+dAF＇所具有的物理意义,让我们先来讨论一下所谓一对作用力和反作用力的涵义。     

移动刚体激励的梁的振动分析和实验

目的 研究移动刚体激励下弹性梁的振动响应特点。方法 对移动刚体激励下弹性梁振动响应进行理论分析;对以一端简支另一端自由,中间有铰链支撑的弹性梁为例进行仿真计算和实验测试,得到弹性梁在移动刚体激励下的振动响应,进而研究移动刚体激励下弹性梁振动响应的特点。结果 仿真计算了移动刚体在不同情况下弹性梁振动的位移响应曲线和加速度响应曲线,实验测量了移动刚体在不同情况下弹性梁端部的位移响应和速度响应。结论 移     

几种形状规则刚体转动惯量的计算

转动惯量即刚体绕轴转动惯性的度量,是刚体力学中的重要概念.本文从刚体转动的动量矩和转动动能定义出发,推导计算了几种形状规则刚体的转动惯量,推导过程通俗易懂,便于学生理解和掌握,并且有助于学生寻求创新途径去巧解各类刚体的转动惯量.     

从内力作功特征剖析势能属于系统

势能是一个重要而又难掌握的概念,学生对势能属于系统所有更是理解不透。常提出:在建立保守力相关的势能时,研究对象是质点还是质点系(若为质点,怎么说势能是系统所有?若为质点系,又为什么只计算重物所受重力的功或弹簧自由端所系物块所受弹性力的功,而没有计算它们的反作用力的功?);在质点动力学中引入势能的概念,是否违背了势能是属于系统的性质?从问题看,关键在于对内力作功的特征及力场的观点没能掌握好。本文就此作粗浅的剖析。     

非惯性参考系下旋转叶片系统的动力响应

对于旋转叶片的动力学分析,本文在Euler-Lagrange方程的基础上,考虑了刚体和弹性体耦合运动的关系建立了叶片的动力学方程,方程中的刚度阵是一个时变矩阵,文中应用了Matlab语言对叶片的位移响应进行了仿真,从而揭示了刚体运动对弹性体位移响应的影响。     

基于多刚体离散元模型的深海采矿系统动力学分析

深海采矿系统的扬矿管线长达数千米，呈现出大位移、小变形的几何非线性特性。采用多刚体离散元方法对长管线系统进行计算分析。首先，从静态分析和动态分析两方面，给出2个典型算例，证明该方法的有效性；然后，将离散元方法用于中国1km深海采矿系统的动力学分析，讨论不同海流方向下整体系统的联动性能，并与有限元方法进行对比。计算结果表明，对于形状简单的长管线系统，在同等精度下多刚体离散元方法计算速度较有限元法的计算速度提高了近8倍。     

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。     

刚体的转动惯量与惯量椭球

在刚体动力学中,有大量的篇幅研究刚体的转动问题,无论是定轴转动、平面平行运动,还是绕定点的转动,其动力学方程中均含有转动惯量。转动惯量在刚体力学中的地位,与质量在质点力学中的地位相当,应用较为广泛。为了形象地表示刚体对通过定点的任一轴的转动惯量,在刚体力学中,引人了惯量椭球这个物理量。惯量椭球比较抽象,空间性较强,难于理解。本文目的在于帮助函授生深人理解和正确掌握这两个物理量。1转动惯量1．1刚体对轴的转动惯量一个质点绕某轴的转动惯量,由质点的质量m与质点到转轴的垂直距离的平方的乘积来表示,刚体是一…     

惯量积及其物理意义

惯量张量和惯量积都是刚体运动的动力学特征量,是两个重要的物理量,在理论力学课程教学中占有重要的地位。学生在学习过程对这两个量的理解有较大的难度,特别是惯量积这一概念及其物理意义。文章从张量的矩阵表述入手,给出惯量张量和惯量积的定义,从质量几何的观点出发,对惯量积这一物理量进行了较详尽的分析。