关于质点系功能原理和机械能守恒定律相关问题的讨论.PDF

2014年 8月 洛阳师范学院学报 Aug．，2014 第33卷 第8期 JournalofLuoyangNormMUnivemity Vol_33 No．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：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