物理中幾個動力學規律的內在聯繫論文

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摘要:一直以來物理學都是應用性很強的一門基礎性的自然科學,從初中開始到高中、大學等不同層次的院校都開設有物理學課,而動力學規律的內在聯繫更是物理學中的關鍵理念及重要聯繫,無論是教師在物理教學中還是學生在進行物理學知識的學習中都是很重要的。物理學中動力學相關規律都是有內在聯繫的,想要學好動力學規律就必須瞭解這些內在的聯繫,因此本文主要分析了物理中幾個動力學規律的內在聯繫,並通過實例進行研究動力學相關的規律,希望可以通過對這些實際例子研究與分析,更爲全面的瞭解物理中動力學規律的內在聯繫以及更有效的學習物理學。

物理中幾個動力學規律的內在聯繫論文

關鍵詞:物理學;動力學規律;內在聯繫;分析與研究

物理學中的動力學規律通常是機械運動的相關客觀規律以及應用情況。其實動力學相關問題的解決就是對物體相對運動的問題所進行解決。而物理學中描述物體運動的狀態以及所改變的運動狀態間的聯繫是作爲動力學所應用的相關切入點。在進行描述物體運動的狀態所闡述量的速度和相關動量以及動能,相關改變狀態的整體性原因其實就是力和衝量以及功,所構成的內在聯繫一般都包括牛頓第二定律和動量定理以及相關的動能定理,所有這樣都是組成動力學整體體系的關鍵部分,也展示出物體運動所產生的變化規律。具體分析與研究內容如下文:動力學關係着力與運動的相關規律,∑F=ma和力進行位移的過程中所積累的規律性∑W=Ek其中是包括機械能守恆定律和力在一定時間內所積累的規律性∑Ft=mv這裏面也包括動量守恆定律等規律作爲重要的聯繫紐帶,將物理動力學的規律互相進行結合。可以牛頓第二定律爲重要基礎並採用運動學相關的公式,按照規定的條件進行導出,下邊闡述動力學規律內在聯繫,說明如下:在斜面傾角處,在恆力F的相關作用下以及質量爲m的物體,沿着斜面從A點進行移動,移動到B點的位置,而若是A與B兩個點的高度設爲h1與h2,那麼物體與相關斜面之間的滑動摩擦相關係數是物體在A與B兩個點的速度設爲v1與v2,設由A點向B點運動時所需的時間是t。

問題分析爲選取研究對象爲物體m。而物體所受的四個力相關作用爲重力G和恆力F以及物體運動受摩擦的力爲f和相關斜面彈力爲N,再按照牛頓第二定律:x軸的方向是N–mg-cos=0,y軸的方向是F–f–mgsin=ma,那麼f=mgcos,也就是F–mgcos–mgsin=ma(1),因爲物體在x軸的方向所受恆力的相關作用下進行勻變速運動,那麼所產生的加速度就是a=(v2-v1)/t,再進行代入式(1)所得F–mgcos–mgsin=m(v2-v1)/t即所得的是(F-mgcos-mgsin)t=mv2-mv1也就是∑Ft=mv2-mv1此關係式直接表明了物體受的外力進行的衝量是等於物體的動量所產生的`增量,即爲動量定理。如果物體沒有受到外力或者是所受的合外力都爲零(當∑F=0)的時候,按此理論進行推導出∑mivi0-∑mivi=0,也可以寫成m1v10+m2v20=m1v1+m2v2,這些就直接表明系統沒有受外力或者所受的合力都爲零的時候相關動量所保持不變即爲動量守恆定律。這類動力學規律其實適用很多物體組成的相關係統,而動量守恆定律也是系統動量定理的特殊例子。在公式(1)中例如代入的是速度以及位移所表示的相關加速度a=(v22-v12)/2s得出F–mgcos–mgsin=m(v22-v12)/2s,即爲(F–mgcos-mgsin)s=1/2mv22-1/2mv12(2)可以寫成∑W=Ek,也就表明了外力針對物體的功代數之和是等於物體動能的相關增量的即爲動能定理。mgsins是物體從A點移到B點過程中重力對物體的負功,WG=mgsins=mgs=mgh1-mgh2,而mgh1與mgh2其實是物體在A點與B點相關的重力勢能。而重力是對物體做出的功並且等於物體的重力勢能相關的變化量,所得出的值是正負就需要從具體情況所定義。

因此運用勢能概念時重力或是彈力將不再是此係統受的外力了而成爲系統內力。這樣,將WG=mgsins=mgh1-mgh2的左端移到相應的右端,得出(F-mgcos)s=(1/2mv22+mgh2)-(1/2mv12+mgh1)其中動能是1/2mv2,勢能是mgh爲物體機械能用E表示W外=W動-W阻=E2-E1也就是除重力與彈力外,動力學對物體做的功相應的是等於了物體機械能的相關增量,即爲功能原理或關係。在動能相關定理中,將重力或是彈性力都稱爲外力,在對動能定理應用進行解題的時候,掌握相關合力進行物體功的相關代數和是等於相關物體動能增量;在此原理中因將重力或是彈性力是系統內力所進行的處理並且引入勢能的概念,因此要掌握外力做功是等於相關機械能的增量,此功能原理實際上是在相關動能定理的前提上應用勢能相關概念。綜上所述,通過對物理中動力學規律內在聯繫的分析並且闡述了其成立條件以及相應的應用範圍,這樣就可以達到正確的認識瞭解相關物理意義,再解決物理動力學實際操作產生的問題。在理解相關動力學規律的內在聯繫再深入研究動力學的每個領域,再瞭解相關部分的個性以及聯繫共性,撐握好物理動力學規律的相關內在聯繫,從而在理解相關動力學規律的同時,學習到其中的內在聯繫,爲學習物理動力學提供更具有參考價值的資料。

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