隐藏在势能函数里的信息名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件.pptx
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隐藏在势能函数里信息引子——线性恢复力作用下运动永远指向平衡位置力称恢复力。恢复力大小与偏离/形变/位移成正比时,称为线性恢复力。受线性恢复力作用质点运动方程为:xx在保守力场中运动质点,满足机械能守恒条件。设能量值为E,在图中用红色水平线表示。当质点位于x处时,其势能值为兰色箭头所表示,向下为负;动能为蓝色箭头所表示,向上为正。二者之和为E.因动能不可能为负,质点被限制在f,g之间作往复周期性运动,满足条件E≥U(x)。3.质点在势能曲线极小点附近行为设能量值E只比势能极小值U(x0)大一个小量ΔΕ<<1:x以上分析表明:任何系统,在其稳定平衡状态(假如存在话)附近受到微小扰动时,系统将作微幅简谐振动。其频率与振幅无关,为4.我们现在来将上述结果推广到中心力作用下二维运动。用平面极坐标系讨论中心力问题很方便。取力心(在惯性空间静止)为原点。中心力都是保守力,设势能函数为。质点动能为将角动量守恒式写成投影形式:构想观察者坐在随质点一起绕力心旋转轴上,他只能看见质点作径向运动,质点动能就是我们能够用等效势函数讨论径向运动种种特征。以点状弹簧问题为例:设质点受力r④质点在绕力心旋转同时还要做径向振动,这是一个什么样复合运动呢?可能有两种情况:⑤现仅就能量E=E0+ΔE稍大于圆运动能量E0情况作一讨论。因因为即,在径向运动完成两个周期时间内,横向运动完成一个周期。5.再看另一个常见中心力——反平方引力情形当为求横向频率,写出向心力公式:2.自然界秩序和方向性一、宏观事物不可逆性在教科书中,我们讨论过大量分子在容器左右两半中分布可能情况,从而导出了熵波尔兹曼表示式。实际上,分子分布不但有位置分布,还有能量分布。我们来说明这个问题。密闭容器中定量气体,不但有确定总分子数N和体积V,而且有确定内能E。以i标识一个可能微观状态,在其中,单个分子能量为εi,处于这个能量状态分子数为Ni,于是有总体能量分布情况有以下诸种:可见,假如认可每一个微观态都是平权,则几率最大苹果分配方式并非1,1,1,而是2,1,0.自然法则与人类社会法则有所不一样!
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