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大学物理 第四章力学中的守恒定律 (1)守恒定律与对称性 守恒量—系统变换过程中保持不变的量 守恒定律—自然界的普遍规律 自然界某种对称性的反映 (2)守恒律的特点 不究过程细节而对系统的状态下结论 (3)守恒律的意义 体现在方法论上的意义 例如:在物理学中如何建立起多种形式能量的概念? 热能;电能;化学能;生物能;核能 第2页共41页
大学物理 第2页 共41页 第四章 力学中的守恒定律 (1)守恒定律与对称性 守恒量 ——系统变换过程中保持不变的量 守恒定律 ——自然界的普遍规律 ——自然界某种对称性的反映 (2)守恒律的特点 不究过程细节而对系统的状态下结论。 (3)守恒律的意义 体现在方法论上的意义 例如：在物理学中如何建立起多种形式能量的概念？ 热能；电能；化学能；生物能；核能
大学物理 例如:1914年,查德维克( J. Chadwick)发现β衰变 的“能量失窃”现象 40 1931年,泡利提出中微子存在 的假设。 Ⅹ→Y+e+ Z+1 e 1953年,美国的雷因斯( F Reins) 和柯恩用实验直接证明了中微 子的存在。 FIGURE 42-15 Wolfgang Pauli 第3页共41页
大学物理 第3页 共41页 例如：1914年，查德维克（J.Chadwich）发现 衰变 的“能量失窃”现象。 e A Z A Z X→ Y + e + − +1 1931年，泡利提出中微子存在 的假设。 1953年，美国的雷因斯(F.Reins) 和柯恩用实验直接证明了中微 子的存在
大学物理 结构框图 动能动能的时动能势能机械能守 动量动量的时动量 动量守恒 间变化率 定理 定律 个守恒定律甯用 角动量}角动量时 角动量角动量守 间变化率「定理 恒定律 第4页共41页
大学物理 第4页 共41页 结构框图 动能 机械能守 恒定律 动量守恒 定律 动能的时 间变化率 动量 势能 动量的时 间变化率 动量 定理 角动量 角动量时 间变化率 角动量 定理 角动量守 恒定律 三 个 守 恒 定 律 应 用 动能 定理
大学物理 结构框图 动能动能变动能功能机械能 化率 定理 原理 守恒 功 能量守恒与 时间平移对称性 势能 力对空间的积累:功效果:改变动能 第5页共41页
大学物理 第5页 共41页 结构框图 动能 动能 定理 功能 原理 机械能 守恒 能量守恒与 时间平移对称性 动 能 变 化率 功 势能 ➢力对空间的积累：功 效果：改变动能
大学物理 第一节能量守恒定律 动能功动能定理 1.动能 ○ 质点的动能 Om.o k mv.v 质点系的动能E=∑Eu=2mW ※迄今,最不可思议的动能是,宇宙射线中有些质子的动能 达到1019eV,是其静止能量的1010倍。 状态改变量、 过程量 动能的时间变化率 dBk=F· de dr d t d t k 第6页共41页
大学物理 第6页 共41页 第一节 能量守恒定律 一、动能 功 动能定理 动能的时间变化率 t r F t E d d d d k = E F r d d k = 状态改变量 过程量 ※ 迄今，最不可思议的动能是，宇宙射线中有些质子的动能 达到 1019 eV，是其静止能量的1010倍。 1. 动能 E mv mv v = = 2 1 2 1 2 k 质点的动能 质点系的动能 2 k k 2 1 i i i i i E = E = m v x y z 1 r 2 r c r N r m1 m2 mc O mN
大学物理 内力和外力: 内力:系统内质点间的 2外 相互作用力。 外力:系统外的物体对系 12 23 统内任一质点的作用力。m 3外 13 外=∑外 质点系内质点间的内力总是成对出现,因此必有 内=∑F 内s0 同一力对某一系统为外力,而对另一系统则可能为 内力。 第7页共41页
大学物理 第7页 共41页 = i F外 Fi外 质点系内质点间的内力总是成对出现，因此必有 = i F Fi 内 内 0 同一力对某一系统为外力，而对另一系统则可能为 内力。 内力和外力： 内力：系统内质点间的 相互作用力。 外力：系统外的物体对系 统内任一质点的作用力。 m1 m2 m3 F12 F21 F13 F31 F32 F23 F1外 F3外 F2外
士些 2.功一力对空间累积 中学知识恒力作功 A=F·s·cosO=F·s (1)变力的功 元功:dA=Fd F·| dr cos 8 b Fds cose 直角坐标系: F=Fi+Fi+Ek dr=dxi +dyj O +dsk da= Fdr=Fdx+Fdy+ edz 第8页共41页
大学物理 第8页 共41页 中学知识恒力作功 A F s F s = cos = 2. 功 力对空间累积 元功： d cos d cos d d F s F r A F r = = = A F r F x F y F z d = d = x d + y d + z d 直角坐标系： F F i F j F k x y z = + + r xi yj zk d = d + d + d (1) 变力的功 a b O F r d ds r r s F F s a b
大学物理 总功:A=d4=「 Fcos dds=「F.dF Frdx+ F, dy+ F: da (2)示功图 Cost b d 4 Cost-s曲线下的面积表示力F所作的功的大小 第9页共41页
大学物理 第9页 共41页 总功： A A F s F r b a b a b a = d = cosd = d ( ) = + + b a x y z F dx F dy F dz (2) 示功图 dA Fcos s a b O Fcos —s曲线下的面积表示力F所作的功的大小
大学物理 b (3)功的性质 A=[dA=「 Fcos eds=「F.dF A>0力对物体做功 ①功是标量(代数量)14<0物体反抗阻力做功 A=0力作用点无位移 总=A1+A2+ ●●● 力与位移相互垂直 ②功是过程量 与作用点的位移相关 说某时刻的功是没有意义的 第10页共41页
大学物理 第10页共41页 ①功是标量(代数量) A总=A1+A2+…… A > 0 力对物体做功 A < 0 物体反抗阻力做功 A = 0 力作用点无位移 力与位移相互垂直 (3) 功的性质 A A F s F r b a b a b a = d = cosd = d ② 功是过程量 与作用点的位移相关 说某时刻的功是没有意义的
