[摘 要] 力學(xué)相對(duì)性是力學(xué)原理中的重要組成部分,主要來(lái)自于絕對(duì)時(shí)空觀,其表現(xiàn)形式是一種較為典型的力學(xué)對(duì)慣性系統(tǒng)的對(duì)稱性,因此,力學(xué)相對(duì)性原理是經(jīng)典力學(xué)原理中的基本原則,對(duì)高中學(xué)生力學(xué)系統(tǒng)理念的構(gòu)建具有關(guān)鍵性的作用,基于此,對(duì)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究。
[關(guān) 鍵 詞] 力學(xué)相對(duì)性;基本原理;機(jī)械能
[中圖分類號(hào)] G632 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603(2016)33-0066-01
機(jī)械能定理和機(jī)械能守恒定律在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中都存在一定的局限性,要想從根本上解決這一問(wèn)題就應(yīng)該做好力學(xué)相對(duì)性原理的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。而有關(guān)力學(xué)相對(duì)性的定義主要有:呈對(duì)保守內(nèi)力的合功、單個(gè)保守力,這兩種勢(shì)能在實(shí)際使用過(guò)程中主要通過(guò)力學(xué)相對(duì)性原理中的位置函數(shù)進(jìn)行操作,只有這樣才能將系統(tǒng)中的能力體現(xiàn)出來(lái),并將其形成一個(gè)全新的內(nèi)勢(shì)能。
一、力學(xué)相對(duì)性原理的概述
力學(xué)相對(duì)性原理是物理學(xué)原理中的重要組成部分,其主要作用就是將經(jīng)典力學(xué)中的時(shí)空觀與其中物理定律的對(duì)稱性體現(xiàn)出來(lái),只有這樣才能將其中的運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理與慣性原理用于對(duì)宏觀運(yùn)動(dòng)的描述和觀察,并保證觀察結(jié)果具有一定的合理性、可信性。
在使用力學(xué)相對(duì)性原理時(shí),可以通過(guò)直線的形式來(lái)進(jìn)行,同時(shí)還可以將其以一個(gè)特定體系的形式進(jìn)行操作、描述。但是在對(duì)其描述的過(guò)程中要保證相關(guān)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)相對(duì)性規(guī)律的一致性,只有這樣才能將力學(xué)相對(duì)性中的主要原理體現(xiàn)出來(lái)。由此可見(jiàn),在力學(xué)相對(duì)性理論轉(zhuǎn)變過(guò)程中主要有慣性系中與不同慣性系中兩部分組成,其中的慣性系中主要指力學(xué)規(guī)律系的相關(guān)形式相同;不同慣性系中主要指力學(xué)相對(duì)性原則主要以互相勻的運(yùn)功形式進(jìn)行操作,只有這樣才能保證力學(xué)體系中的同一個(gè)物理量的描述對(duì)應(yīng)相同的物理度量單位。當(dāng)這兩個(gè)特點(diǎn)在運(yùn)行過(guò)程中要將其中的基本原則、地位以一個(gè)統(tǒng)一的形式進(jìn)行操作,不能忽視其中的任意一點(diǎn),只有這樣才能保證這兩個(gè)特點(diǎn)可以在一個(gè)統(tǒng)一的基本原理中進(jìn)行操作,并將二者置放在同等重要位置。
二、力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能
力學(xué)相對(duì)性原理在實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以將其中的機(jī)械能定理以一個(gè)全新的形式進(jìn)行操作。如果一些外勢(shì)能的機(jī)械定理在實(shí)際操作時(shí)不能滿足力學(xué)相對(duì)性原理,那么現(xiàn)有的外勢(shì)能機(jī)械能定理就很難滿足其中的主要原理要求,而動(dòng)能原理在實(shí)際操作時(shí)可以有效地滿足一些現(xiàn)有原理,并由動(dòng)能定理引入一些外勢(shì)能定義進(jìn)行操作,在引入外勢(shì)能后會(huì)獲得對(duì)應(yīng)的原理,并對(duì)其開展全面的分析工作,才能保證其中的定義以一個(gè)全新的形式體現(xiàn)出來(lái),并形成一個(gè)全新的外勢(shì)能。
三、對(duì)勢(shì)能定義的思考
在有關(guān)力學(xué)相對(duì)性原則的教科書中指出,當(dāng)在其中引入一定的外勢(shì)能之后,其中的引入勢(shì)能主要由勢(shì)能的增量負(fù)值進(jìn)行操作,其中的保守力所做出的功會(huì)以一個(gè)全新的形式進(jìn)行操作,只有這樣才能將其中的外勢(shì)能體現(xiàn)出來(lái)。而勢(shì)能是力學(xué)相對(duì)性原理中的重要組成部分,將引入勢(shì)能與機(jī)械守恒定律相結(jié)合,將其形成一個(gè)勢(shì)能的機(jī)械能守恒定律,并通過(guò)這一定律在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用,而能量守恒主要通過(guò)自然界中的一些基本定律進(jìn)行操作。
因此,在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)要保證能量守恒可以在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行操作,并將其以一個(gè)科學(xué)、合理的形式進(jìn)行操作,只有這樣才能保證機(jī)械勢(shì)能可以在保守內(nèi)力做功的條件下運(yùn)行。另外,當(dāng)單個(gè)保守力在力學(xué)相對(duì)性原理操作時(shí)可以將其以一個(gè)對(duì)位移動(dòng)的形式進(jìn)行功能定義,并將單個(gè)保守力做功定義,從而形成以一個(gè)以機(jī)械能定理以及守恒定律的力學(xué)相對(duì)性原理。比如說(shuō),我們?cè)趯W(xué)習(xí)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能這個(gè)課題時(shí),應(yīng)該將其中的慣性參數(shù)設(shè)置成s、質(zhì)點(diǎn)為m,質(zhì)點(diǎn)與參數(shù)之間相對(duì)的s速度就為v,受力為f,在計(jì)算過(guò)程中可以按照參數(shù)s′的慣性參數(shù)將s速度作為u的平均直線運(yùn)動(dòng),以s′系數(shù)作為整個(gè)慣性的參照系數(shù),質(zhì)點(diǎn)m相對(duì)慣性系數(shù)的速度設(shè)置為v′,并通過(guò)伽利略原理的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)變,得出mdv/dt=md(v′+u)/dt=f。那么另一項(xiàng)的相對(duì)慣性參數(shù)就將s作為整個(gè)速度u平均直線,并將s′作為整個(gè)慣性參數(shù)的參照數(shù)值,s′相對(duì)系數(shù)的速度設(shè)置為v′,那么就會(huì)得出v=v′+u,通過(guò)這一原理進(jìn)行計(jì)算,從而讓學(xué)生了解更多的力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能。
除此之外,勢(shì)能在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)以一個(gè)完全不必要的形式進(jìn)行操作,并將其中的保守力以一個(gè)穩(wěn)定的形式引入外勢(shì)能,并根據(jù)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能的形式進(jìn)行穩(wěn)定參照。當(dāng)力學(xué)相對(duì)性與機(jī)械能中的參數(shù)一致時(shí),要保證其以一個(gè)穩(wěn)定的形式進(jìn)行操作,并保證其以一個(gè)穩(wěn)定的外勢(shì)能形式運(yùn)用。如果其在運(yùn)行過(guò)程中不穩(wěn)定,那么整個(gè)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械能就沒(méi)有任何的實(shí)質(zhì)意義,只有根據(jù)參數(shù)系統(tǒng)中的外勢(shì)能系統(tǒng)中的勢(shì)能進(jìn)行操作才能保證力學(xué)相對(duì)性原理可以更好地滿足機(jī)械能。
本文對(duì)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究,文中還存在著一定的不足,希望我國(guó)專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)力學(xué)相對(duì)性原理與機(jī)械原理的研究。
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