力学相对性原理在中学物理解题中的应用

力学相对性原理在中学物理解题中的应用
高 爱英 蒋 会 。 ，
（． 湖 市 第 二 中学 ， 徽 芜 湖 ２ １ ０ ；． 远 县岭 集 中学 ， 徽 怀 远 ２ ３０ ） １芜 安 ４００２怀 安 ３４ ０
力 学相对 性原 理告诉 我们 ， 于一个相 对 于惯性参 照系 作匀速 直线运 动 的参考 系 ， 对 它的 内部所发 生
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＇ １， ， ， 惯性 系 Ｓ 相 对 于惯性 系 Ｓ 的速度 为 Ｈ： ０ ｏ 匀速 ） 由伽利 略变 换 可得 １＝ ’ ＋ ｌ且 和 ５（ 。 ， ， Ｉ ，
ｄ —ｄ ＋ｄ ， ｓ ｓ ｓ 相对于ｓ 。 系的动能定理为：
ｌ ｄ 一告蒯。 ｓ Ｆ・ 一告删 ：
（） ３ 氨水 浓度 不宜过 大 （ １ ～２ 为 宜） 否 则 。加 入 时 易过 量 ， 氨过 度 络合 ， 以 ， 使 降低 银 氨溶 液 的
氧化 能力 。 （） ４ 实验 完毕应 及时 处理混 合液 。 在 不断 的实验 探究 中 ， 学生 对银镜 反应 更熟悉 了 ， 于原 理 的理 解更 清楚 了 ， 生 的动手 、 对 学 动脑水平
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代入上式， 整理可得：
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这便 是对 Ｓ 系 的动 能定理 。 （ ） 和 （ ）式可 知 ， 对 于不 同 的惯性 系 ， 与 能 的量 值虽 不 同 ， 由 ６式 ７ 相 功 动 能定 理 的数学 表达 式是 不变 的 ， 即动 能定 理服从 力 学相 对性 原理 。
的一切 力学过 程 ， 不受参 照 系本身 匀速直 线运 动 的影 响 ， 就是 说 ， 能借 助任 何 力学 试 验来 判 断这 都 也 不
样 的参 考 系是 静止 还是作 匀速 直线运 动 。可见 ， 在所有 的惯 性参照 系 中 ， 力学 规律都 是相 同 的。 有 了相对 性原 理 ， 们在研 究物 体 的运 动 时 ， 我 就可 以选 择 不 同 的参 照 系 。如 果参 照系选 择 的好 ， 就 可 以使 问题 的运动 过程 和运动 图像清楚 、 而使解 题思 路 明晰 、 从 解题 过程 简单 ； 反之 ， 如果参 照 系选取不
１ ３ 动量 守恒 定理 满足 力 学相对 性原 理 ．
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１８ ・ ３
安 庆师 范学 院学 报 （ 然 科 学 版 ） 自
２１ ０ ０年
（） ２ 银氨溶 液需 现配 现用 ， 置过久 易发 生爆 炸 。配 银氨 溶液 时 ， 放 氨水 需逐 滴加入 ， 到沉淀 刚好溶 直
解 为止 ， 否则 ， 除影 响实验 效果外 ， 可能生 成雷 酸银而 发生爆 炸 。 还
也提 高 了很 多 ， 分调动 了学生 学 习化学 的积极性 。 充
４ 结 束 语
在 夯实基 本知识 的基 础上 ， 通过搭 建 自主探究 性学 习平 台 ， 创设 情境 ， 营造 探究 氛 围 ， 面 系统地创 全
设研究 性学 习环境 ， 激发 了学生 强烈 的探究 性学 习兴 趣 ， 提高 了学 生 探究 学 习 的意 识 、 能力 。同 时联 系 生活实 际 ， 养学 生 自主 学 习的能力 ， 培 使学 生体验 成功 的喜悦 ， 收获 探究性 学 习带来 的快乐 。
当 ， 体 的运 动过程 和运 动 图像 就不 清 楚 ， 题 过程 就 繁 琐 ， 物 解 有可 能 把 简单 的 问题 复 杂化 ， 至 无 法求 甚 解 。对 于 中学生 ， 往 习惯地选 取地 面为参 照 系 ， 往 不善 于 变换 参 照系 ， 题 时常 常 陷入 困境 。本 文 将在 解
（） ６
由 系 换 ｓ ，： ・＇Ｊ ・。 号（＋） ＋） 号 丢 ＋ ｓ 变 到 有Ｊ ｄ＋０ ｄ一已 ＇ ｌ一 ｖ Ｈ 一厶 一 系 ｓ Ｆ ｓ ， Ｉ １ １ 。 厶 ０ Ｆ ｍ 乙 。 ｍ 舢
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设 有惯性 参 照系 ｓ ，质点 ／ 相对 于 ｓ的速度 为 ， 受合力 为 Ｆ， ７ ／ ＇ 所 有
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设 另一 参照 系 Ｓ 相对 于惯性 系 Ｓ做 速 度为 “的匀速 直线 运动 ， 于是 Ｓ 系也是惯 性参 照 系 ， 质点 ｍ
相对 于 Ｓ 系 的速度 为 ＇ ， ， 根据伽 利略速 度变 换 ， 有
介绍 力学相 对性原 理 的基 础上 ， 推导 动能定 理 、 量定 理满 足 力学 相对 性 原理 ， 给 出具 体 的 例子 说 明 动 并 它们在 运动学 、 动力 学 、 动量守 恒和 动能定 理解题 中 的应 用 。
１ 基本 运动定 理满 足力学 相对性 原理 的简 单理论 推导 １ １ 牛顿 第二定律 满足 力 学相 对性 原理 ．
１ ２ 动 能 定 理 满 足 力 学 相 对 性 原 理 ．
动能定理 也是 满足力 学相对 性原 理 的 。 设质点 仇相 对于 Ｓ系和 Ｓ 系的位移 分别 为 和 ｄ 速 度为 ，
第 ４期
高 爱 英 ， 会 ： 学 相 对 性 原 理 在 中学 物 理 解 题 中 的 应 用 蒋 力
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（） ２
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考虑 到 则
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（） ４ （） ５
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（） ５ 式便 是 Ｓ 系 中的牛顿第 二定 律表 达式 ， 见 ， 于不 同 的惯 性 系 ， 可 对 牛顿第 二定 律依然 成立 ， 即牛 顿第二 定律 服从力 学相对 性原理 。