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1、物理中幾個(gè)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系論文
摘要:一直以來(lái)物理學(xué)都是應(yīng)用性很強(qiáng)的一門基礎(chǔ)性的自然科學(xué),從初中開始到高中、大學(xué)等不同層次的院校都開設(shè)有物理學(xué)課,而動(dòng)力學(xué)規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系更是物理學(xué)中的關(guān)鍵理念及重要聯(lián)系,無(wú)論是教師在物理教學(xué)中還是學(xué)生在進(jìn)行物理學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中都是很重要的。物理學(xué)中動(dòng)力學(xué)相關(guān)規(guī)律都是有內(nèi)在聯(lián)系的,想要學(xué)好動(dòng)力學(xué)規(guī)律就必須了解這些內(nèi)在的聯(lián)系,因此本文主要分析了物理中幾個(gè)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系,并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行研究動(dòng)力學(xué)相關(guān)的規(guī)律,希望可以通過(guò)對(duì)這些實(shí)際例子研究與分析,更為全面的了解物理中動(dòng)力學(xué)規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系以及更有效的學(xué)習(xí)物理學(xué)。
關(guān)鍵詞:物理學(xué);動(dòng)
2、力學(xué)規(guī)律;內(nèi)在聯(lián)系;分析與研究
物理學(xué)中的動(dòng)力學(xué)規(guī)律通常是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的相關(guān)客觀規(guī)律以及應(yīng)用情況。其實(shí)動(dòng)力學(xué)相關(guān)問(wèn)題的解決就是對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題所進(jìn)行解決。而物理學(xué)中描述物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)以及所改變的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)間的聯(lián)系是作為動(dòng)力學(xué)所應(yīng)用的相關(guān)切入點(diǎn)。在進(jìn)行描述物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)所闡述量的速度和相關(guān)動(dòng)量以及動(dòng)能,相關(guān)改變狀態(tài)的整體性原因其實(shí)就是力和沖量以及功,所構(gòu)成的內(nèi)在聯(lián)系一般都包括牛頓第二定律和動(dòng)量定理以及相關(guān)的動(dòng)能定理,所有這樣都是組成動(dòng)力學(xué)整體體系的關(guān)鍵部分,也展示出物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的變化規(guī)律。具體分析與研究?jī)?nèi)容如下文:動(dòng)力學(xué)關(guān)系著力與運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律,∑F=ma和力進(jìn)行位移的過(guò)程中所積累的規(guī)律性
3、∑W=Ek其中是包括機(jī)械能守恒定律和力在一定時(shí)間內(nèi)所積累的規(guī)律性∑Ft=mv這里面也包括動(dòng)量守恒定律等規(guī)律作為重要的聯(lián)系紐帶,將物理動(dòng)力學(xué)的規(guī)律互相進(jìn)行結(jié)合??梢耘nD第二定律為重要基礎(chǔ)并采用運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)的公式,按照規(guī)定的條件進(jìn)行導(dǎo)出,下邊闡述動(dòng)力學(xué)規(guī)律內(nèi)在聯(lián)系,說(shuō)明如下:在斜面傾角處,在恒力F的相關(guān)作用下以及質(zhì)量為m的物體,沿著斜面從A點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng),移動(dòng)到B點(diǎn)的位置,而若是A與B兩個(gè)點(diǎn)的高度設(shè)為h1與h2,那么物體與相關(guān)斜面之間的滑動(dòng)摩擦相關(guān)系數(shù)是物體在A與B兩個(gè)點(diǎn)的速度設(shè)為v1與v2,設(shè)由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間是t。
問(wèn)題分析為選取研究對(duì)象為物體m。而物體所受的四個(gè)力相關(guān)作用為重力G和
4、恒力F以及物體運(yùn)動(dòng)受摩擦的力為f和相關(guān)斜面彈力為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,那么f=mgcos,也就是F–mgcos–mgsin=ma(1),因?yàn)槲矬w在x軸的方向所受恒力的相關(guān)作用下進(jìn)行勻變速運(yùn)動(dòng),那么所產(chǎn)生的加速度就是a=(v2-v1)/t,再進(jìn)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(guān)系式直接表明了物體受的外力進(jìn)行的沖量是等于物體的動(dòng)量所產(chǎn)生的增量,即為動(dòng)量定理。如果物體沒(méi)有受到外力或者是所受的合外力都為零(當(dāng)
5、∑F=0)的時(shí)候,按此理論進(jìn)行推導(dǎo)出∑mivi0-∑mivi=0,也可以寫成m1v10+m2v20=m1v1+m2v2,這些就直接表明系統(tǒng)沒(méi)有受外力或者所受的合力都為零的時(shí)候相關(guān)動(dòng)量所保持不變即為動(dòng)量守恒定律。這類動(dòng)力學(xué)規(guī)律其實(shí)適用很多物體組成的相關(guān)系統(tǒng),而動(dòng)量守恒定律也是系統(tǒng)動(dòng)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(guān)加速度a=(v22-v12)/2s得出F–mgcos–mgsin=m(v22-v12)/2s,即為(F–mgcos-mgsin)s=1/2mv22-1/2mv12(2)可以寫成∑W=Ek,也就表明了外力針對(duì)物體的功代數(shù)之和是等于物體動(dòng)能的相關(guān)增量的即為
6、動(dòng)能定理。mgsins是物體從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中重力對(duì)物體的負(fù)功,WG=mgsins=mgs=mgh1-mgh2,而mgh1與mgh2其實(shí)是物體在A點(diǎn)與B點(diǎn)相關(guān)的重力勢(shì)能。而重力是對(duì)物體做出的功并且等于物體的重力勢(shì)能相關(guān)的變化量,所得出的值是正負(fù)就需要從具體情況所定義。
因此運(yùn)用勢(shì)能概念時(shí)重力或是彈力將不再是此系統(tǒng)受的外力了而成為系統(tǒng)內(nèi)力。這樣,將WG=mgsins=mgh1-mgh2的左端移到相應(yīng)的右端,得出(F-mgcos)s=(1/2mv22+mgh2)-(1/2mv12+mgh1)其中動(dòng)能是1/2mv2,勢(shì)能是mgh為物體機(jī)械能用E表示W外=W動(dòng)-W阻=E2-E1也就是除重力與彈
7、力外,動(dòng)力學(xué)對(duì)物體做的功相應(yīng)的是等于了物體機(jī)械能的相關(guān)增量,即為功能原理或關(guān)系。在動(dòng)能相關(guān)定理中,將重力或是彈性力都稱為外力,在對(duì)動(dòng)能定理應(yīng)用進(jìn)行解題的時(shí)候,掌握相關(guān)合力進(jìn)行物體功的相關(guān)代數(shù)和是等于相關(guān)物體動(dòng)能增量;在此原理中因?qū)⒅亓蚴菑椥粤κ窍到y(tǒng)內(nèi)力所進(jìn)行的處理并且引入勢(shì)能的概念,因此要掌握外力做功是等于相關(guān)機(jī)械能的增量,此功能原理實(shí)際上是在相關(guān)動(dòng)能定理的前提上應(yīng)用勢(shì)能相關(guān)概念。綜上所述,通過(guò)對(duì)物理中動(dòng)力學(xué)規(guī)律內(nèi)在聯(lián)系的分析并且闡述了其成立條件以及相應(yīng)的應(yīng)用范圍,這樣就可以達(dá)到正確的認(rèn)識(shí)了解相關(guān)物理意義,再解決物理動(dòng)力學(xué)實(shí)際操作產(chǎn)生的問(wèn)題。在理解相關(guān)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系再深入研究動(dòng)力學(xué)的每
8、個(gè)領(lǐng)域,再了解相關(guān)部分的個(gè)性以及聯(lián)系共性,撐握好物理動(dòng)力學(xué)規(guī)律的相關(guān)內(nèi)在聯(lián)系,從而在理解相關(guān)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的同時(shí),學(xué)習(xí)到其中的內(nèi)在聯(lián)系,為學(xué)習(xí)物理動(dòng)力學(xué)提供更具有參考價(jià)值的資料。
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