关于质点系功能原理和机械能守恒定律相关问题的讨论-论文.pdf

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1、2014年8月洛阳师范学院学报Aug．，2014第33卷第8期JournalofLuoyangNormMUnivemityVol_33No．8关于质点系功能原理和机械能守恒定律相关问题的讨论袁书卿，万明理(平顶山学院电气信息工程学院，河南平顶山467000)摘要：阐述了引入外势能质点系的“功能原理”和机械能守恒定律在一般情况下不成立，而且有悖常识，没有存在的必要；并进一步指出质点系的“功能原理”应改为质点系的机械能定理，质点系的机械能守恒定律是力学中的能量转化与守恒定律，是力学中一条独立定律，而不是“功能原理”的推论．关键词：

2、机械能定理；机械能守恒定律；内势能；外势能中图分类号：0313．2文献标识码：A文章编号：1009—4970(2014)08—0050—04质点系的“功能原理”和质点系的机械能守恒由质点系的动能定理推导出质点系的“功能原理”，定律是关于质点系机械运动的动能和势能相互转换再由质点系的“功能原理”推导出质点系的机械能与守恒的重要定理和定律，无论对于理论计算还是守恒定律．在推导过程中有以下两种处理方法，进分析解决实际问题都有重要意义．在我国现行的力而得到质点系“功能原理”和机械能守恒定律的两学或普通物理教科书中，关于质点系的“功能原

3、理”种表述．和质点系的机械能守恒定律有两种表述：引入外势第一种处理方法J：在推导质点系的“功能原能的表述和不引入外势能的表述．文献[1]讨论指理”时，将质点系的动能定理出：引入外势能质点系的“功能原理”和机械能守恒∑A外+∑A内=∑E一∑E加(1)定律是有附加条件的；文献[2]讨论指出：在特殊中的内力的功∑内分为：内保守力的功情况下，引人外势能质点系的“功能原理”和机械能守恒定律比质点系动能定理有优越性；文献[3]∑A内保和内非保守力的功∑A内非，再根据势能定讨论指出：只能在相对于保守力场静止的参照系内义△Ep=Ep一=一A内

4、保，推导出质点系的“功能引入外势能，在其它参照系引入外势能没有意义．原理”本文在简单介绍质点系的“功能原理”和质点系的∑A外+∑A=(∑+∑)一(∑E加+机械能守恒定律两种表述的基础上，阐述了引入外∑)(2)势能的质点系“功能原理”和机械能守恒定律在一即在一过程中，质点系机械能的增量等于一切般情况下不成立，而且有悖常识，没有存在的必外力和一切内非保守力所做功的代数和——不引要．此外，还就不引人外势能的质点系“功能原理”入外势能的质点系“功能原理”．的称呼问题和不引入外势能的质点系机械能守恒定由此得到质点系的机械能守恒定律：在一

5、过程律的正确表述问题谈些个人看法，谨供同行参考．中，如果一切外力不做功，又每一对非保守内力不1两种表述的讨论做功，则质点系的机械能守恒——不引入外势能的质点系的机械能守恒定律．1．1两种表述在我国现行的力学或普通物理教科书中，都是收稿日期：2014—03—31作者简介：袁书卿(1964一)，男，河南宜阳人，副教授．研究方向：新能源材料洛阳师范学院学报2014年第8期第二种处理方法¨。。：不仅把内力的功∑A内分保守力变成内保守力，进而应用不引入外势能的质点系的“功能原理”或质点系的机械能守恒定律来为内保守力的功∑A内保和内非保守

6、力的功解决相应的的问题．∑A内非；而且把外力的功∑A外分为外保守力的功1．2．2引入外势能有悖常识∑A外保和外非保守力的功∑A#．再根据势能定在由质点系的动能定理推导出质点系的“功能义AEsop：E外p—E外P0一A外保，△E内p=E内p—E内p0原理”，再由质点系的“功能原理”推导出质点系的机械能守恒定律过程中，引入外势能进而得到引入=一A内保，推导出质点系的“功能原理”外势能的质点系“功能原理”和机械能守恒定律，∑E+∑内jE=(∑+∑E帅+除在一般情况下不成立外，还显然有悖常识．按常∑E)一(∑E加+∑E+∑E内)(3)

7、识，质点系的机械能应等于质点系内部所有质点机即在一过程中，质点系机械能的增量等于一切械运动的动能与质点系内部所有质点机械运动的势外非保守力和一切内非保守力所做功的代数和能之和，而不应包括质点系之外的外势能．因为不——引入外势能的质点系“功能原理”．管外力是否保守力，终归是外力，外势能是质点系由此得到质点系的机械能守恒定律：在一过程与质点系以外物体之间的势能，不应包括在质点系中，如果一切非保守外力不做功，又每一对非保守内．内力不做功，则质点系的机械能守恒——引入外势能的质点系的机械能守恒定律．2质点系的“功能原理”应改为质点1．

8、2引入外势能的质点系“功能原理”和机械能守系的机械能定理恒定律没有存在的必要1．2．1引入外势能在一般情况下不成立按常识和物理学的惯例，由牛顿定律推导出质引人外势能的质点系“功能原理”和机械能守点系的动能定理，再由质点系的动能定理推导出的恒定律在一般情况下不成立，只在特殊情况