力的空间累积效应.ppt

机械能 ——质点系的功能原理 4　机械能守恒定律 当 时，有 ——只有保守内力作功的情况下，质点系的机械能保持不变． 5、守恒定律的意义 ·自然界中还有： 1）.守恒定律 ·力学中：动量守恒定律 机械能守恒定律 角动量守恒定律 质量守恒定律、 电荷守恒定律； (粒子物理中的)重子数、轻子数、 奇异数、宇称守恒定律 2）.守恒定律的特点 (1)方法上：针对一过程，但不究过程细节， 给出始末态的情况。 (2)适用范围广：宏观、微观、高速、低速 均适用。 3）.物理学家特别重视守恒量和守恒定律的研究 (1) 遇到问题，首先从已有的守恒定律去思 考、去研究。 (2) 如发现矛盾，一般是坚信守恒定律，而去探寻问题中的未知因素(如中微子的发现) ·?衰变： 核A ?? 核B + e ·如果核 A静止，则由动量守恒应有 PB +Pe = 0 · 但 ?衰变云室照片表明，B、e的径迹并 不在一条直线上。 · 物理学家坚信动量守恒。 · 1956年(26年后)终于在实验上直接找到中微子。 · 问题何在? 是动量守恒有问题? 还是有其它未知粒子参与? · 1930年泡利(W.Pauli)提出中微子假说以 解释 ? 衰变各种现象。 ☆ 动量守恒定律本来是针对机械运动的，在电磁学中，人们发现，两个运动的带电粒子，在它们之间的电磁相互作用下，二者动量的矢量和看起来似乎是不守恒的。物理学家把动量的概念推广到电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量又守恒了 (3)在有些看来原有守恒定律“失效”的情况 下，则设法“补救”，扩大守恒量，引进更普遍的守恒定律。 (4) 实在无法“补救”时，物理学家才宣布某 守恒定律有一定的局限，非普遍成立。如 弱相互作用下宇称(parity)不守恒。 以上不论哪种情况，都是对自然界的认识上了新台阶。因此守恒定律的发现、推广、甚至否定，都对人类认识自然起巨大的推 动作用。 ★杨振宁、李政道：“弱作用下宇称不守 恒” 荣获1957年Nobel Prize. · 宇称概念1924年提出，其本质是物理规律的空间反演不变性(表明世界是左右对称的，左右对称的过程都同样能发生，不能说那种更优先)。 · 1956年杨振宁、李政道经分析发现，在电 磁相互作用和强相互作用下，宇称守恒已被实验证实，但在有关?+(?+)等介子衰变和?衰变等一类弱相互作用问题中，并无实验证实宇称是否守恒。 杨—李大胆提出了弱相互作用过程中宇称不守恒的假说，并指出可通过实验予以检验。 · 宇称不守恒的提出是对传统观念的挑战， 曾受到很多人的反对。 · 1957年吴健雄等做了这一实验，证实了 上述假说。 泡利治学严谨， 善于发现科学理论中的问题。但他不相信弱作用下宇称会不守恒，1957年初他给别人写信道 “我不相信上帝会在弱作用中偏向左手， 我敢打一笔很大的赌注”。 · 1957年吴健雄的实验结果公布后，泡利 说：幸亏没有人同我打赌，否则我就破 产了，现在我只是损失了一点荣誉，不 过不要紧，我的荣誉已经够多了。 4.守恒定律有更深刻的根基 说明：守恒定律有 更广泛、更深刻的根基。实际上，守恒定律揭示了 自然界普遍的属性---对称性。 但适用范围 守恒定律 比 牛顿定律 更广泛 ·前面虽然 由牛顿定律 ?几个守恒定律 2-3 力的空间累积效应 1 功和功率 2.3 力的空间累积效应： ，动能定理 对 积累 恒力作用下的功 一　质点的功与能 B * * A 变力的功 在直角系下 在自然系下 讨论 (1) 作功的图示 （2）功是一个过程量，与路径有关． （3）合力的功，等于各分力的功的代数和． 平均功率 瞬时功率 教材例2.3.1 一对作用力和反作用力的功 o r1 r2 r21 m1 m2 dr1 dr2 f2 f1 m1、m2组成一个封闭系统在dt 时间内 讨论 (1) 内力的矢量和为零,内力作功之的和不一定为零？ A B A B S L (2) 内力的功也能改变系统的动能 例:炸弹爆炸，过程内力和为零，但内力所做的功转化为弹片的