《普通物理學教程 力學（第二版）》電子教案：4-5功能原理和機械能守恒定律_第1頁
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文檔簡介

1、4.5 功能原理和機械能守恒定律 4.5.1 質(zhì)點系的功能原理 4.5.2 質(zhì)點系的機械能守恒定律 4.5.1質(zhì)點系的功能原理 質(zhì)點系的動能定理 4.5 功能原理和機械能守恒定律 或其中A非為外力和內(nèi)力非保守力.而(4.5.1)代入(4.5.1)式得 機械能 一切外力非保守力和內(nèi)非保守內(nèi)力所做功之和等于體系總機械能的增量.功能原理 4.5.2質(zhì)點系的機械能守恒定律 功能原理若 A外非+ A內(nèi)非 = 0體系機械能守恒 機械能守恒定律(4)傳遞和轉(zhuǎn)換是通過保守力作功來完成的. (2)動能的增量等于勢能的減少量. (3)動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)換. (1)只有非保守力做功,才能使機械能發(fā)生變化. 例題1

2、一輕彈簧與質(zhì)量為 和 的兩個物體相聯(lián)結(jié)，如圖所示. 至少用多大的力向下壓 才能在此力撤除后彈簧把下面的物體帶離地面？（彈簧質(zhì)量不計.）m1m2m1m2m2m1y1 y2 y3Oy m1m2解受力分析如圖 m2剛能被提起的條件為 即 (1)m1平衡時 即 (2)將坐標原點視作彈性勢能和重力勢能的零點 (3)聯(lián)立求得 例題2制作半導體時，需向單晶硅或其它晶體中攙入雜質(zhì).單晶硅內(nèi)的原子是規(guī)則排列的.在兩層原子間有一定間隙，形成溝道.假設注入的雜質(zhì)是硼的正離子.若硼離子能沿溝道射入晶體內(nèi)，就叫溝道離子.射入的離子不可能與溝道的縱軸完全平行.若偏離一定角度.例如，如圖(a)那樣進入溝道時向上偏轉(zhuǎn)，則離子

3、將受到原子層原子核向下 的斥力.這時斥力做負功，使離子一部分動能轉(zhuǎn)化為電磁能.一旦離子失去向上運動的速度，便在斥力作用下朝反方向偏離；同樣道理，當離子接近下面原子核時，又在斥力作用下向上偏轉(zhuǎn).于是入射離子在溝道內(nèi)沿曲線前進.顯然，入射角 越大，上下擺動的幅度越大.不難判斷，對于一定能量的離子，存在一個臨界角 ，一旦入射角大于 ，入射離子將沖出溝道，不能成為溝道離子. 計算時常用下述方法處理：如圖(a)在離原子層一定距離處各劃一條平行于原子層的虛線，在兩條虛線范圍內(nèi)的空間，可以認為電磁場沿溝道軸線方向上的分布是均勻的. 已知入射硼離子的能量為 ，離子接近上下晶面的最大電磁能為 ，求臨界角 .(a)(b)Oxy解選坐標系如圖(b)所示。離子受到的

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