守恒理论

守恒理论（共7篇）

守恒理论 篇1

1 引言

严羽在《沧浪诗话·诗辩》说, 诗是讲究别材别趣的。别材, 诗歌创作在题材和内容方面有着自己特殊的要求和规定, 即吟咏性情。别趣, 就是诗歌的艺术旨趣, 要求诗人在诗歌的语言、情感、意趣等方面做到“不落言筌”, “无迹可求”。

诗歌是诗人用丰富的想象力创造的, 用极富节奏感和韵律美的语言, 来进行思想与情感的宣泄。其表现往往依赖于动、静态的组合意象。正因如此, 诗歌的翻译才是所有文学作品中最难的, 尤其是诗歌自身根植的民族文化内涵的解读与转换, 诗歌中文化理解与传达的是否正确, 直接影响到译语读者对原作的欣赏与解读。

诗化了的语言是从语言中提取出来的精华, 作为高级形式的语言, 其融合了情感、社会、文化、历史、环境等各种各样的因素。诗歌本身所蕴含的各因素都可以看做是诗歌整体系统能量的一部分, 在翻译的过程中, 某种因素的能量可以释放、转化, 而在此过程中, 总能量必定是不变的。

2 解构主义、生态翻译学理论对徐渊冲《静夜思》的英译文的对比分析

每个人对同一作品或其中同一人物都着自己与众不同的理解。同理, 不同的译者的翻译也不可能是一样的。原文作为一个已经生产了的能量集合体, 在不同读者的解读翻译过程中, 其内部的能量和外部能量一直处在相互转化之中, 在翻译中, 原文系统内贮存的势能的能量以动能的方式释放或转化到译文。

2.1《静夜思》原诗与译文

静夜思

床前明月光,

疑是地上霜。

举头望明月,

低头思故乡。

徐渊冲的翻译:

A Tranquil Night

Abed, I see a silver light,

I wonder if it's frost ground.

Looking up, I found the moon bright,

Bowing, in homesickness I'm drowned.

2.2 解构主义角度分析

从解构主义 (Deconstruction) 翻译观的思想来说, 原作者早已死去, 即使“在场”, 作者的身份也不是意义的保证, 译者作为“一个从自身的历史存在出发通过视界融合, 达到对原文创造性理解的解释者”。以德里达 (Jacques Derrida) 为代表的解构主义的目的不是为了找到作品中唯一的某一个解读, 探索的是一个文本所蕴含的不同解读与多种含义。文本没有固定的意义, 其意义只是在特定的上下文和语境中被确定下来。译文与原文都是一种创造, 两者是平行并列的关系, 甚至可以认为原文依赖译文才得以生存和发展。把译者从原来以原作者为中心的定势中解脱了出来。

从此理论看许先生的译文。通过把原文的aaba模式的韵转换成了“light”“bright”, 和“round”“drowned”的abba押韵模式, 是许译文对原文的一种创造性叛逆, 在韵律上做到尽量与原文接近, 在对“床”、“明月”、“霜”、“头”、“故乡”等意象的处理上, 很好地传达了诗人要表达的思想情感。

2.3 生态翻译学角度分析

生态翻译学是清华大学胡庚申教授以达尔文的生物进化论中的适应选择学说为理论依据, 在2006年正式提出并诠释了生态翻译学 (Eco-translation) 这一概念。在翻译的过程中, 译者既要适应又要选择。

此观点认为不同的译文是由于译者本身的语言环境、文化心态、交际习惯等一系列因素交叉交错影响下的异同所致, 而最佳的翻译文本就是译者对翻译生态环境的“多维度”选择适应和适应性选择的共同作用下的结果, 主要体现在“语言、文化、交际”三个相互关系的层面上。

下面就对许译《静夜思》从语言、文化、交际三个维度的转换加以分析。

(1) 语言维层面的适应性转换。语言维层面就是指译者在翻译的过程中的适应是在不同方面、不同层次上进行的。汉语中虚词的数量很少, 而一句话所包含的信息量绝非英语几个单词承载的。原文中“床”、“明月”、“霜”、“头”、“故乡”诸意象, 以及“疑”、“举”、“抬”等动词之间巧妙的搭配运用, 所传递的意境是很饱满的。而从许译文可以看出, 英语语言本身的特性, 由于其冠词、介词、连词等虚词和各种句式结构的丰富多彩, 在把汉诗翻译过来够很难保持原诗的句子结构。

(2) 文化维层面的适应性转换。生态文化层面是在特定生态环境中形成和发展的, 不同的地域有不同的文化, 在性质上与内容上都存在差异, 生态文化具有独特性, 使译者在翻译的过程中需关注两种语言文化内涵的传递与解释, 译者在进行语言转换的同时更要关注语言所属的整个文化系统。

在处理相对模糊的词时, 比如对“床”的理解上, “床”的含义在中国传统文化中可以是“窗”的通假, 可以是井台, 也可以是坐卧的器具或仅仅是普通的一种床, 徐译文中在词汇的选择调整, 以及语言的形式的转换上做出了符合英语语言读者理解的诠释。

(3) 交际维层面的适应性转换。交际维层面就是要译者在翻译的过程中关注双语交际意图的适应性转换。要求译者把选择转换的侧重点放在交际的层面上, 关注原文中的交际意图能否在译文中得以体现。

意境作为诗歌灵魂, 是一种境界和情调。在《静夜思》诸意象中, “明月”尤其在中西文化中的不同, 如许译文用到“silver light”, 其表达意境优美, 比用“moonlight”更能让读者产生联想, 更适应了译语文化。

3 能量守恒定律对两种翻译理论的解读

从上面两种翻译理论对徐渊冲英译《静夜思》解读来看。解构主义由于从根本上解放了翻译的思想, 使译者能用一种灵活和辨证的思维方式来研究实践和做翻译研究。解构赋予了译者更宽广的自由与创造性, 充分调动了译者的积极性。这方面正契合生态翻译中所强调的核心, 即译者的适应选择与选择适应, 要充分发挥译者的主动性与能动性两者有共通之处。

从上面两种翻译理论来看, 解构主义认为任何翻译都不能穷尽原文本的意义, 译者的任务不是把原文的意思完完全全的复制出来, 而是利用语言的差异, 用另一种语言把原语没有表达的东西展现出去。生态翻译学提倡“动态/平衡”与“多样/统一”, 对一些作品的复译和再译都是一种自然现象, 每一个译本都是一定社会的产物, 并由于适应了当时社会的需要才获得成功。这些思想观点无不契合翻译过程的能量动态守恒规律, “差异”与“展现”, “动态”与“平衡”, “多样”与“统一”, 所有的能量在翻译过程中相互的转移、转换、转化, 最终朝着平衡、统一而去。从徐的译文与李白的原诗来看, 原诗自身蕴含的能量的各种势能只有在翻译的过程中才会发生转移, 译文只在翻译过程各个势能的相互转换之后才拥有了可以匹敌原诗能量, 如此能量从原文传递动态地传递到了译文。

4 结论

人类对各种能源如天然气、石油、煤等燃料以及风能、水能、光能、核能等的利用都是应用与遵循能量守恒定律的结果。而在诗歌翻译也不例外, 在进行翻译的过程中, 也无一不循着这一基本规律。

翻译的价值在于对原文知识的广泛交流和传播, 与原文文本相关的各种因素内蕴含的各种势能会在翻译的过程中, 在程度上方式上发生变化, 从一种势能变成另一种势能, 两者或相互融合或相互抵消, 而势能在动能的转化、融合、抵消过程中只是能量之间的转移, 是能量在原文译文所相关的各种因素之间彼此的对冲。而原文的能量不会在转换也就是翻译的过程中凭空产生或凭空消失新的能量, 它只能是从一种形式转化为其他形式, 从一种势能到另一种势能, 在这个过程中, 能量的总量不变, 必然会全部体现在译文所蕴含的总体能量之中。运用能量动态守恒规律, 能让我们从能量动态守恒这个角度去看待翻译, 去理解翻译的过程, 本文就对这个问题做一次浅显的分析和探讨, 可以看出正是在翻译过程中原文与译文之间这些势能此消彼长、生生不息的循环与发展, 使原文与译文合作共生, 促进了文化的交流与繁荣, 也从另一个角度摆脱了可译不可译的逻辑对立, 更加深刻的理解了翻译的本质。

摘要：诗歌翻译一直在翻译界存在着可译不可译的争论, 文章着眼于对诗歌的可译性, 从流行的两种翻译理论的对比着手, 结合物理学关于能量动态守恒的基本规律, 对诗歌本身所蕴涵的能量在翻译过程中的动态守恒性来分析。试图从中探索出诗歌各要素蕴含的不同变量在翻译过程中所达到的整体平衡性。让用不同理论指导下分析的诗歌翻译都能找到一个归结点, 从而在理论与实践上给诗歌的可译性打开一个突破口。

关键词：诗歌翻译,解构主义,生态翻译,能量守恒

参考文献

[1]胡庚申.生态翻译学解读[J].中国翻译, 2008 (6) :15.

[2]胡庚申.翻译适应选择论[M].武汉:湖北教育出版社, 2004:2, 134, 136, 137-138.

[3]徐渊冲.翻译的艺术[M].北京:五洲传播出版社, 2006.

[4]宁军明.知识溢出的机理分析[J].科技与经济, 2008 (3) :22-24.

[5]朱光潜.诗论[M].上海:上海古籍出版社, 2001.

机械能守恒定律对“守恒”的理解 篇2

第一

系统初态的机械能等于末态的机械能。

第二

系统势能的减少 (或增加) 等于动能的增加 (或减少) 。

第三

系统中某个物体的机械能增加 (或减少) 等于另一个物体的机械能减少 (或增加) 。

例 如图所示, 质量都是m的物体A和B通过轻绳跨过滑轮相连, 斜面光滑, 不计绳子和滑轮之间的摩擦, 开始时A离地的高度为h, 物体B位于斜面的底端, 斜面倾角为θ, 用手托住物体A, AB两物均静止, 撤手后A将要落地时的速度多大?

解法一:

系统初态机械能E1=EA+EB (EA, EB分别为A B物体初态的机械能) 而EA=mgh EB=0 (选地面为参考面)

系统末态机械能E2=EA’+E B’=12mv2 +mghsinθ+12mv2 (EA’ EB’分别为A B物体末态的机械能) 由 mgh=12mv2 +mghsinθ+12mv2 ① 得v= gh (1-sinθ)

解法二:

系统减少的重力势能, Ep=mgh-mghsinθ, 系统增加的动能 EK=12mv2+12mv2由 mgh-mghsinθ= 12mv2+12mv2 ②得v=gh (1-sinθ)

解法三:

系统中A物体减少的机械能EA= mgh-12mv2系统中B物体增加的机械能EB= 12mv2+ mghsinθ, 由mgh-12mv2 = 12mv2+ mghsinθ③得v= gh (1-sinθ)

物理守恒思想的渗透分析 篇3

例1如图1所示, 细杆AB搁置在半径为R的半圆柱上, A端沿水平面以等速v作直线运动, 细杆与水平面夹角用θ表示.图示瞬时, 细杆与半圆柱相切于C点, 试求: (1) 此时杆上C点的速度. (2) 杆与圆柱接触点的速度大小.

解析: (1) 杆上C点的速度vC=v·cosθ;C点的速度肯定沿杆, 抓住杆上任何点沿杆的速度分量都相同这个不变量, 那么A点沿杆的速度分量就是C点的速度 (如图2) . (2) 杆与圆柱接触点的速度求接触点的速度, 刚看可能有些迷茫, 这个接触点对应的实物是在变化的.仔细的分析会发现, 在A点向右运动的过程中, α和θ两角之和为π/2, 是一个不变量, 所以α角的角速度和θ角的角速度相同, 此题可以看出, 在解题过程中一旦寻找到不变量, 可以发挥极大的作用, 更是对学生思维的一种锤炼.

例2如图3所示的电路中, 三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接, 电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时, 下列判断正确的有 ()

(A) a先变亮, 然后逐渐变暗 (B) b先变亮, 然后逐渐变暗

(C) c先变亮, 然后逐渐变暗 (D) b、c都逐渐变暗

解析: (A) (D) .电感的电流不能突变, 所以两个电感的电流在电键K突然断开前后, 是一个不变量, 这正是解题的突破口.在电键K断开前, 令灯泡a、b、c流过的电流为I, 则电感L1的电流为2I, L2的电流为I.电键K断开的一瞬间, 两个电感的电流不变, 所以Ia为2I, Ib=Ic=I, 可得a先变亮, 然后逐渐变暗;b、c都逐渐变暗.选 (A) (D) .

例3如图4所示, 顶角的金属导轨MON固定在水平面内, 导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动, 导体棒的质量为m, 导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r.导体棒与导轨接触点为a和b, 导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时, 导体棒位于顶角O处, 求: (1) t时刻流过导体棒的电流大小I和电流方向. (2) 导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式. (3) 导体棒在0～t时间内产生的焦耳热Q. (4) 若在t0时刻将外力F撤去, 导体棒最终在导轨上静止时的坐标x.

解析:导体棒切割问题, 学生做得比较多, 但一般碰到的导轨是两条平行的导轨, 导体棒在切割过程中的有效切割长度是不变的.不像这题中的三角形的导轨, 随着棒向前滑动, 棒在回路里的有效切割长度变大, 回路总的电动势变大, 而且回路的总电阻也跟着周长变大, 这些都与以往的导体棒切割问题不同.为题目带来了变数和难度.

深入的分析发现, t时刻导体棒中的有效电动势E=vt·tanθ·v, t时刻回路中的总电阻k是一个与时间t无关的常量, 所以导体棒切割过程中, 虽然回路里的电动势在变, 总电阻在变, 可电流是一个不变量, 抓住这个突破点, 四小题均可顺利解答.具体过程略.

例4如图5所示, 固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中, 金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时, 磁感应强度为B0, 此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形.为使MN棒中不产生感应电流, 从t=0开始, 磁感应强度B应该怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.

解析:感应电动势有动生和感生之分, 这里即有切割产生的动生电动势, 又有B变化产生的感生电动势, 如果从电动势出发, 复杂得让人崩溃.即使有学生意识到两个电动势相抵, 令B是关于时间t的函数, 列方程求解, 在数学上又超过了高中学生的能力范围.但我们可以从磁通量的角度来思考, 感应电流产生的条件便是回路中磁通量不变, 这个不变量, 使我们的思维有了着力点, 可见过程中任何两个时刻, 回路中的磁通量都是相同的.即:从不变量出发, 解得轻巧.

机械能为何不守恒 篇4

分析:如果我们假设轻杆对a、b两小球不做功, 那它们都只有重力做功, 分别满足机械能守恒定律, 令它们的质量均为m, 对a、b分别有:

这与2式相矛盾, 而推导过程是正确的, 显然我们的假设不成立, 即轻杆对a、b小球要做功, 导致它们的机械能不守恒。轻杆对小球的拉力不是始终与小球运动方向垂直吗?为什么还要做功呢?

2 分析问题

我们知道:在只有重力做功的情形下, 物体的动能和重力势能发生相互转化, 但机械能的总量保持不变, 这就是机械能守恒定律, 其守恒的条件有三层含义:1) 物体只受重力, 不受其它的力;2) 物体除受重力外还受其它的力的作用, 但其它力均不做功;3) 物体除重力外还受其它的力的作用, 且其它力也做功, 但重力以外的力的功总和为零。

如:1) 把一个小球 (可视为质点) 用一根长为L的轻杆 (杆的质量不计) 连接起来就成为一个摆 (图2) , 将小球拉至水平位置由静止释放, 小球运动到最低位置的速度是多大?

显然, 小球在运动过程中只受两个力的作用:重力和轻杆的拉力。杆的拉力的方向始终沿着杆而指向杆, 并始终垂直于小球的运动方向, 所以拉力不做功, 此时轻杆等效于轻绳, 小球只有重力做功, 故机械能守恒。令小球的质量为m, 则

如果轻杆上有两个小球, 为何每个小球的机械能就不守恒呢?

2) 在光滑的水平面上有一辆小车, 小车的支架上固定一质量为m的小球, 他们以共同加速度a向右匀加速运动 (图3) , 求杆对小球的作用力?

我们可以做这样的实验:在2题中, 如果将轻杆改为轻绳, 其运动过程就如图5所示, 这说明两个小球摆动快慢本不一样, 正因为轻杆的作用, a、b小球运动时才由于有共同的转轴而保持相同的角速度, 在此过程中, 轻杆起到“协调”作用, 对a、b分别施加了不沿杆方向的力的作用, 由功能原理知:重力以外的其它力做的功等于物体机械能的变化。显然轻杆对a、b均做功, 所以它们的机械能各自都不守恒。但是a、b组成的系统与外界没有能量交换, 因而a、b组成的系统机械能是守恒。

3 解决问题

如图6, 在两个质量为m和2m的小球a和b之间, 用一根长L的轻杆连接 (杆的质量不计) , 两个小球可绕过轻杆处的o点的水平轴无摩擦的转动。现让轻杆处于水平位置, 然后无初速地释放, 重球b向下, 轻球a向上, 产生转动, 在杆转至竖直位置时, 求:⑴a、b两小球的速度大小?⑵轻杆对a、b两小球分别做的功?

动量守恒定律的“八性” 篇5

动量守恒定律是对相互作用的物体系统而言的, 指的是系统内所有物体的总动量守恒, 并非指系统中每个物体的动量都不变.

例1质量为M的小船以速度v0行驶, 船上有两个质量皆为m的小孩a和b, 分别静止站在船头和船尾.现小孩a沿水平方向以速率u (相对于静止水面) 向前跃入水中, 然后小孩b沿水平方向以同一速率u (相对于静止水面) 向后跃入水中, 求小孩b跃出后小船的速度.

解析:设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v, 对小船、小孩a和b组成的系统, 根据动量守恒定律有:

二、动量守恒定律的矢量性

动量守恒方程是一个矢量方程.对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题, 应选取统一的正方向, 凡是与选取正方向相同的动量为正, 相反为负.若方向未知, 可设为与正方向相同列动量守恒方程, 通过解得结果的正负, 判定未知量的方向.

例2质量为20kg的小球A以3m/s的速度向东运动, 某时刻与在同一条直线上运动的小球B迎面正碰, B球质量为50kg, 碰撞前的速度为向西m/s, 碰撞后, A球以m/s的速度向西返回, 求碰撞后B球的速度.

解析:选向东为正方向, B球碰撞后方向未知, 同样先用正号表示, 由动量守恒定律得:

mAvA-mBvB=-mAvA+mBvB

代入数值解得:vB′=-0.4m/s, 负号说明方向向西.

三、动量守恒定律的相对性

由于动量大小与参考系的选取有关, 因此应用动量守恒定律时, 应注意各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度.一般以地面为参考系.

例3质量为M的小车, 上面站有质量为m的人, 一起以速度v0在光滑水平面上向右匀速前进.当人以相对于车的速度u向左水平跳出后, 车速为多大?

解析:以地面为参考系, 规定向右为正方向.设人跳出后车速为v, 则人相对地面的速度为-u+v, 根据动量守恒定律得:

(M+m) v0=Mv+m (-u+v)

解得:

四、动量守恒定律的同时性

系统的总动量应该是同一时刻系统内各物体动量的矢量和, 系统中各物体在不同时刻的动量矢量和不具有物理意义.动量是状态量, 当系统中某一物体的动量改变时, 必同时有另外物体的动量改变.动量守恒定律中等式两边的动量应分别对应开始时刻和另一时刻的动量.

例4质量为M的小车停在光滑水平面上, 车的后端站有质量均为m的两个人.两人同时以对车的速度u向后跳出, 小车的速度多大?如果两人先后以对车的速度u向后跳出, 小车的速度多大?

解析:选地面为参照系, 取小车的速度方向为正方向.根据动量守恒定律的同时性, 对车的速度u应是对跳出后的车.设两人同时以对车速度u向后跳出, 车的速度为v1, 则人相对地的速度应为v1-u, 根据动量守恒定律有:

两人先后以对车速度u向后跳出, 第一个人跳出后车的速度为v2′, 第一个人对地的速度为v2′-u;第二个人跳出后车的速度为v2, 第二个人对地的速度为v2-u.根据动量守恒定律有:

解方程组 (1) (2) 得:

从计算结果, 我们可以看出, 当两人先后跳出时, 小车的最终速度大.

五、动量守恒定律的瞬时性

动量是一个瞬时量, 动量守恒指的是系统在任一瞬间的动量为恒定.在列动量守恒方程m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′时, 等号左侧是作用前 (或某一时刻) 系统内各物体动量的矢量和, 等号右侧是作用后 (或另一时刻) 系统内各物体动量的矢量和.不是同一时刻的动量是不能相加的.

例5如图1所示, 摆的质量M=2.98kg, 摆线长1m, 子弹的质量是20g, 以210m/s的水平速度射入摆中, 又以6m/s的速度射出, 则子弹射出时摆线受到的拉力是多大?

解析:只要能求出子弹穿出时摆的速度, 就能求出摆线的拉力.选子弹与摆为一系统, 当子弹射入摆时, 摆就向右偏转, 这时系统在水平方向所受的合力就不为零了, 但由于子弹与摆作用时间极短, 可以认为子弹穿过摆后, 摆仍在平衡位置, 在作用前和作用后的两个瞬时系统动量守恒.当子弹穿过摆后, 摆由平衡位置向右摆的过程中, 系统动量就不守恒了, 因此根据动量守恒定律得:

由牛顿第二定律得:

可得:

由牛顿第三定律得:T′=T=32.2N

六、动量守恒定律的阶段性

如果系统与外界存在间断的相互作用, 则整个过程系统的动量不守恒.这样的复杂过程可分为几个阶段, 如果在某些阶段满足动量守恒的条件, 则系统在对应的这些阶段的动量分别守恒或近似守恒, 这就是动量守恒定律的阶段性.

例6如图2所示, 质量M=1kg的平板车左端放有质量为m=2kg铁块, 铁块与小车之间的动摩擦因数μ=0.5, 开始时小车和铁块同以v0=6m/s的速度在光滑水平面上前进, 并使车与墙发生正碰.设碰撞时间极短, 且碰后车的速度与碰前相等, 车身足够长, 使铁块不能与墙相碰, 求:

(1) 小车第二次与墙相碰时速度的大小;

(2) 小车第一次与墙相碰后向左运动的最大位移;

(3) 铁块相对小车的总位移.

解析: (1) 因小车与墙发生多次正碰, 系统与外界存在间断性相互作用, 整个过程系统的动量不守恒, 但每次小车与墙碰后到下一次碰前小车与铁块组成的系统动量守恒.由于m﹥M, 且每次碰撞前它们均获得了相同的速度.设车第二次与墙相碰时速度为v1, 则根据动量守恒定律得:

所以

即小车第二次与墙相碰时速度为2m/s.

(2) 小车第一次与墙相碰后, 向左运动过程中, 水平方向所受摩擦力大小为μmg, 方向向右, 所以小车向左做匀减速运动, 当速度等于零时, 向左的位移最大, 设为s1.根据动能定理有:

所以

(3) 因整个系统的总动量方向始终向右, 因此小车最后一定紧靠着墙壁停下.因为每次碰撞后小车的速率与碰前相等, 所以在碰撞的瞬时无机械能的损失.整个系统的初动能全部转化为内能, 根据功能关系有:

七、动量守恒定律的近似性

如果系统所受的合外力不等于零, 严格地讲系统的动量不守恒.但是, 如果相互作用的时间极短, 且外力远小于内力, 系统内每一物体的动量改变主要来自内力的冲量, 这时可以为系统的动量近似守恒.如在爆炸、打击、碰撞等过程中, 系统内物体的重力、外界对系统中物体的摩擦力等均可忽略, 都可以认为系统的动量近似守恒.

例7手榴弹在离地面高h处的速度方向恰好沿水平方向向左, 速度的大小为v, 此时, 手榴弹炸裂成质量相等的两块, 设消耗的火药质量不计, 爆炸后, 前半块的速度方向仍沿水平向左, 速度大小为3v, 那么后半块在爆炸后的瞬间其速度多大?方向如何?

解析:手榴弹在空中爆炸时间极短, 且重力远小于爆炸力, 重力的冲量可以忽略, 手榴弹在爆炸瞬间动量守恒, 设手榴弹炸成两块后每块质量均为m, 炸后, 后半块速度为v′, 以向左为正方向, 根据动量守恒, 有:2mv=m·3v+mv′, 所以v′=-v, 负号表示v′的方向向右.

八、动量守恒定律的普适性

动量守恒定律是自然界普遍适用的规律, 不仅适用于碰撞, 也适用于任何形式的相互作用.适用于接触的作用, 也适用于不接触的作用;适用于高速运动物体的作用, 也适用于低速运动的物体的作用;适用于宏观物体的作用, 也适用于微观物体的作用.

例8如图3所示, K-介子衰变的方程为K-※π-+π0, 其中K-介子和π-介子带负的基元电荷, π0介子不带电.一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中, 其轨迹为圆弧AP, 衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB, 两轨迹在P点相切, 它们的半径RK-与Rπ-之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出.由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为 ()

(A) 1∶1 (B) 1∶2

(C) 1∶3 (D) 1∶6

解析:由题意及图示可知K-介子的初动量方向向下, 衰变后产生的π-介子动量方向向上.据带电粒子在匀强磁场做圆周运动的半径公式, 得:mv=qBr

因此

以向下为正方向, 则有

PK-=2P, Pπ-=-P.

溶液中遵循的“两个守恒” 篇6

一、电荷守恒规律

在电解质溶液中, 不论存在多少种离子, 但溶液总是呈电中性, 即所有阴离子所带负电荷总数一定等于所有阳离子所带正电荷的总数, 这就是所谓的电荷守恒的规律。

例如.在Na2CO3溶液中, 阳离子有Na+、H+, 阴离子有OH-、CO32-、HCO3-, 分子有H2CO3 (水分子可不考虑) , 则由“电荷守恒”有:

[Na+]+[H+]=[OH-]+[HCO-3]+2[CO2-3]

二、物料守恒

所谓物料守恒, 就是某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。也就是说, 在电解质溶于水时, 电离所产生的离子往往能发生反应, 如水解反应和配合反应等。反应前离子中所含某元素的原子总数等于反应后溶液中的离子、分子中所含该元素的原子个数的总和。

例如在Na2CO3溶液中, H+和OH-都由H2O电离而来的, 故H+和OH-二者的总量应相等, 这里OH-全是游离存在的, 而H+由于水解的原因有三种存在形式:H+, HCO3-, N2CO3, 所以根据“物料守恒”, 有:

[OH-]=[H+]+[HCO-3]+2[N2CO3]

又如在K2S溶液中S2-, HS-都能水解;故S元素以S2-, HS-, H2S三种形式存在, 它们之间有如下守恒关系:

[K+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]

掌握上述“两个守恒”, 灵活运用几个关系式, 则比较溶液中多种微粒浓度的题便迎刃而解了, 下面举两例加以说明:

例1.在物质的量浓度均为0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中, 测得[CH3COO-]>[Na+], 则下列关系式正确的是 () (上海市高考题) 。

A.[H+]>[OH-]B.[H+]<[OH-]

C.[CH3COOH]>[CH3COO-]

D.[CH3COOH]+[CH3COO-]=0.02mol/L

解析:根据电荷守恒规律:

[Na+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-]

因为[CH3COO-]>[Na+], 所以[H+]>[OH-], 继而推断出CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度, 即就是CH3COOH的电离占主导地位, 所以溶液中[CH3COO-]>[CH3COOH]。根据物料守恒规律, 不管溶液中电离平衡和水解平衡如何移动, 碳原子总是守恒的, 故有

[CH3COOH]+[CH3COO-]=0.02mol/L。

答案:AD。

例2.某次酸雨的分析数据如下:

[NH+4]=2.0×10-5mol/L;[Cl-]=6.0×10-5mol/L;[Na+]=1.9×10-5mol/L;[NO-3]=2.3×10-5mol/L;[SO2-4]=2.8×10-5mol/L, 则此次酸雨的pH值大约为 () (95年江西省竞赛题) 。

A.3 B.4 C.5 D.6

解析:依电荷守恒有下列关系式:

[NH+4]+[H+]+[Na+]=[Cl-]+[OH-]+[NO-3]+2[SO2-4]

因溶液呈酸性, [H+]>[OH-], 故[OH-]在上式中忽略, 然后将有关离子浓度代入上式得:[H+]=1.0×10-5mol/L, pH=4。

答案:B。

“两个守恒”的另一个应用是比较溶液中的离子浓度大小

(1) 多元弱酸溶液

多元弱酸分步电离且一步比一步更难电离。

如H2CO3溶液中, c (H+) >c (HCO3-) >c (CO32-) 。

(2) 多元弱酸的正盐溶液:

多元弱酸的酸根离子分步水解且一步比一步更难水解。如K2S溶液中c (K+) >c (S2-) >c (OH-) >c (H+) ,

(3) 不同溶液中同一离子浓度大小的比较:

要考虑溶液中其他离子的影响。如在相同物质的量浓度的下列溶液中 (1) NH4Cl、 (2) CH3COONH4、 (3) NH4HSO4, C (NH4+) 由大到小的顺序是: (3) > (1) > (2) 。

(4) 混合溶液中各离子浓度大小的比较:

要考虑溶液中发生的水解平衡、电离平衡等。如在0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.1mol/L的氨水混合溶液中, 各离子溶液由大到小的顺序是:c (NH4+) >c (Cl-) >c (OH-) >c (H+) 。这是由于在该溶液中NH3·H2O的电离与NH4+的水解程度。

例3 (2011·江苏高考) 下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 ()

A.c (Na+) >c (HCO2-3) >c (CO2-3) >c (H2CO3)

B.在0.1mol/LNa2CO3溶液中:c (OH-) -c (H+) =c (HCO-3) +2c (H2CO3)

C.在0.2mol/L Na HCO3溶液中加入等体积0.1mol/L Na OH溶液:c (CO32-) >c (HCO3-) >c (OH-) >c (H+)

D.常温下, CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7, =0.1mol/L]:=c (Na+) >c (CH3COO-) >c (CH3COOH) >c (H+) >c (OH-)

【解析】本题考查溶液中离子浓度大小的比较, 意在考查考生灵活运用电荷守恒、物料守恒和质子守恒的能力。A项, HCO3-水解程度大于电离程度, c (H2CO3) >c (CO32-) , 不正确;C项, 反应后生成浓度比为1:1的Na2CO3和Na HCO3溶液, 此溶液中CO32-水解程度大于HCO3-的电离程度, 故应该是c (HCO3-) >c (CO32-) , 故不正确。

例4. (2010·广东高考) HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸。在0.1mol/L Na A溶液中, 离子浓度关系正确的是 ()

A.c (Na+) >c (A-) >c (H+) >c (OH-)

B.c (Na+) >c (OH-) >c (A-) >c (H+)

C.c (Na+) +c (OH-) =c (A-) +c (H+)

D.c (Na+) +c (H+) =c (A-) +c (OH-)

解析:HA为一元弱酸, 则为强碱弱酸盐, 溶液由于的水解显碱性, 离子溶液大小为:c (Na+) >c (A-) >c (OH-) >c (H+) , A项错误, B项错误;根据溶液中电荷守恒, 则c (Na+) +c (H+) =c (A-) +c (OH-) , C项错误, D项正确。

答案:D

例5. (2010·上海高考) 下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是 ()

A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:[Cl]>[NH4+]

B.pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合:[OH-]=[H+]

C.0.1mol/L的硫酸铵溶液中:[NH4+]>[SO42-]>[H+]

D.0.1mol/L的硫酸钠溶液中:[OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S]

解析:氨水与氯化铵混合溶液的pH=7, 则[H+]=[OH-], 根据电荷守恒:[H+]+[NH4+]=[OH-]+[Cl-], 则[NH4+]=[Cl-], A项错误;pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合, 若一元酸为强酸, 则二者恰好完全反应, 溶液显中性, [H+]=[OH-], 若一元酸为弱酸, 则一元酸过量, 溶液显酸性, [H+]>[OH-], B项错误;0.1mol/L的 (NH4) 2SO4溶液中由于NH4+水解, 溶液显酸性, 离子浓度大小为[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-], C项正确;0.1mol/L的Na2S溶液中, 根据电荷守恒:[Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-]… (1) , 根据物料守恒:[Na+]=2 ([S2-]+[HS-]+[H2S]) … (2) , 将 (2) 代入 (1) , 消去[Na+], 则[H+]+[HS-]+2[H2S]=[OH-], D项错误。

重新认识能量守恒定律 篇7

先研究每一个质点, 然后再对它们取和, 从而得到质点系所遵循的规律。

对其中第i个质点, 动能定理可写为

Wi是作用在第i个质点上的所有力对质点i所作的功, 它既包括质点系以外其它物体所施的作用力—外力的功Wi外, 又包括质点系内其它质点所施的作用力—内力的功Wi内。

对所有质点求和:

外力作功与内力作功代数和, 等于质点系总动能的增量——质点系的动能定理。

二、功能原理和机械能守恒定律

1.质点系的功能原理

利用质点系的动能定理:

其中内力作功的代数和项可分为:系统内部保守力的功和内部非保守力的功,

功能原理 (机械能原理) :外力与非保守内力作功之和, 等于系统机械能的增量。

2.机械能守恒定律

由质点系的功能原理W外+W非保内=△E

若W外=0且W非保内=0, 系统的动能与势能可以相互转换, 且转换的量值一定相等, 即动能增加的量等于势能减少的量, 或势能增加量等于动能减少的量。

对于一个系统, 当合外力的功与内部非保守力的功都为0时, 系统的机械能守恒。

注意:机械能守恒定律的条件是:W外=0且W非保内=0, 不是W外+W非保内=0。

机械能守恒定律只是普遍的能量转化和守恒定律的特殊形式。各种形式的能量是可以相互转换的, 但是不论如何转换, 能量既不能产生, 也不能消灭, 只能从一种形式转换成另一种形式, 这一结论叫做能量守恒定律。

三、普遍的能量守恒定律

能量守恒定律指出:“自然界的一切物质都具有能量, 能量既不能创造也不能消灭, 而只能从一种形式转换成另一种形式, 从一个物体传递到另一个物体, 在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变”。

注意:1、从一种形式转换成另一种形式是泛指, 是指所有形式能量。

2、能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变, 并没有限制是哪几种形式能量。

设:一体系, 有3焦耳动能增量和6焦耳电能增量全部转换势能。

根据各种形式的能量相互转化的规律可知:要保证系统能量守恒, 其根本原因:一是系统内各种形式的能量可以相互转换, 且转换的量值一定相等 (以下称为:等量转换原则) ;

二是系统内变化形式能量的减少量与变化形式能量的增加量相等。

而不是:

注意:系统内的作用是有时间与过程的, 不同形式能量之间的转换是多种多样, 故要确保能量守恒定律成立的条件之一就是所有形式能量之间是可以相互转换的, 且转换量一定相等。

故此我们可得出:

(一) 、ΣE=常量 (或ΣE=ΣE或Σd E=Σd E) 只是保证总能量守恒或总能量增量守恒, 并不保证体系内的所有形式能量之间能量转换必需遵守等量转换原则, 在ΣE=常量 (或ΣE=ΣE或Σd E=Σd E) 中, 不仅含有不同形式能量之间转换遵守等量转换原则的总能量守恒或总能量增量守恒, 而且还含有不同形式能量之间转换不遵守等量转换原则的总能量守恒或总能量增量守恒。而根据能量守恒定律, 能量的变化只能是不同形式的能量互相转化, 在转化中每一种形式的能量转化为另一种形式的能量时, 都要严格遵守等量转换原则, 从而才能保证总能量守恒。明显ΣE=常量 (或ΣE=ΣE或Σd E=Σd E) 不能等同于能量守恒定律。

同理, 单一 (或二/三种) 形式能量的守恒只能保证分析的这几种形式能量的转换遵守等量转换原则, 并不能保证所有形式能量之间的转换遵守等量转换原则, 也是不符合能量守恒定律的。

(二) 、能量守恒定律成立的条件是:一是功和能的关系——各种不同形式的能可以通过做功来转化, 能转化的多少通过功来量度, 即功是能转化的量度。二是能量增量与各种形式能量之间关系——各种形式能量的转换遵循等量转换原则, 能量增量是所有形式能量的增量, 是此形式能量的增量, 也是彼形式能量的增量。而是结果。长期以来物理学界一直把ΣE=常量等同于能量守恒, 是对能量守恒定律认识不足。

(三) 、能量守恒定律与总能量守恒 (总改变量守恒) 以及几种能量形式等量转换间之关系是不可逆的, 由能量守恒定律可得总能量守恒 (总改变量守恒) 以及能量形式等量转换, 但由总能量守恒 (总改变量守恒) 以及几种能量形式之间等量转换是不能得到能量守恒定律的。能量守恒定律与总能量守恒 (总改变量守恒) 以及几种能量形式等量转换是不能等同对待的。

(四) 、能量守恒有二, 一是等量转换, 二是总量守恒, 二者不可缺一。

(五) 、功能原理与能量守恒定律的本质是一致的。

四、能量守恒对坐标变换的要求

换位思考能量守恒与坐标变换的关系, 分析能量守恒定律对坐标变换的要求, 按照现代物理的说法, 能量守恒只在每个参照系各自内部都有一套描述守恒的方法, 它们都在自己的描述下承认能量守恒。则必需要假设在二个坐标系能量守恒成立, 至于能量守恒是相对的, 还是有条件的, 暂不讨论。

注意:1、各种形式能量的转换遵循等量转换原则。

2、能量增量在能量守恒定律中的重要作用, 能量的转移和传递其实是靠能量增量 (功能原理) 。

众所周知, 能量有多种形式, 如动能、势能、化学能、电磁能、核能等等, 各种形式能量之间可以相互转换, 都能参加物体之间的作用, 而不同形式能量都有自己的数学表达式。

首先我们不难看出, 由于能量有多种形式, 人们不能保证自己已经知道了所有形式能量, 要保证所有不同形式能量之间转换遵循等量转换原则, 从数学上不可能每一种形式能量地证明。换言之, 能量守恒定律在数学上是不可能证明, 它只能是保证, 我们只能是保证在每个参照系各自内部所有不同形式能量之间转换遵循等量转换原则。凡是先建立了坐标转换体系, 再证明能量守恒是不可能的, 先建立坐标转换的理论与能量守恒定律根本不相容, 如:相对论。

现令:在静止参照系S中观测, 有能量E1与E2, 现能量E1与E2发生变化——能量转换, E1由E11变为E12, E2由E21变为E22,

在以速度u运动参照系S’观测,

注意:各种形式能量的转换遵循等量转换原则, 能量增量是所有形式能量的增量, 是此形式能量的增量, 也是彼形式能量的增量。

通过以上的分析, 我们同时可发现, 要保证能量守恒定律成立, 其主要是保证在各自坐标系, 各种形式能量的转换必需遵循等量转换原则。

则, 我们可得出能量守恒定律对坐标变换的要求:

1、所有形式能量变化量 (能量增量) 的坐标变换必需完全一致;

2、在一参照系等量的能量变化量 (能量增量) , 在另一参照系观测, 能量变化量 (能量增量) 必是等量。

但事实是各种形式能量的坐标变换不一, 则各形式能量的能量增量坐标变化不一, 这与能量守恒定律对坐标变换要求之间存在着矛盾。

综上所述, 我们可得出:

1、现物理理论皆忽视了能量守恒定律中各种形式能量的转换遵循等量转换原则, 而认为ΣE=常量等同于能量守恒, 带来的结果是理论往往是建立在总能量守恒之上的, 并不是建立在能量守恒定律之上的, 比较典型的有相对论, 而这些物理理论与能量守恒定律并不相容。

2、现物理理论一般认为等量能量增量坐标变换后, 可以是不等量的, 与能量守恒定律对坐标变换的要求存在矛盾特别明显。

3、在数学上根本不能证明各种形式能量的转换遵循等量转换原则, 因为人们不能保证自己已经知到所有形式能量, 不可能每一种形式能量地证明。换言之, 先建立坐标变换体系, 再证明其能量守恒, 是不可能的, 是完全不可能的。能量守恒定律只能是保证, 不能是证明。

五、重新认识物体运动的本质

众所周知, 现物理理论皆认为动能具有相对性, 等量动能能量增量坐标变换后不等量, 显然这一观点与能量守恒定律对坐标变换的要求存在着矛盾, 为了解决这一矛盾, 我们不得不重新思考物体运动的本质。

在狭义相对论中, 质能公式 (E=m c2) 、质速公式是一个连环的、相互证明的一个体系, 且质能公式、质速公式已得到实验的充分证明。

根据狭义相对论

得

由 (5—2) 式我们可做图1。

从图1, 我们可以发现, 物体的运动速度是极限速度的一个分速度, 且物体的运动只能在以极限速度为半径的圆周上。根据狭义相对论以及 (5—2) 式, 我们可做动能变化图 (见图2) 。

由图3可以看出, 速度的变化其实是一个偏转, 一个以极限速度c为半径的偏转, 坐标系的变换也是速度变化, 则坐标系的变换是一个偏转, 一个以极限速度c为半径的偏转 (见图3) 。

从图4中可以看出, 物体运动发生变化, 从坐标ox系看, 物体的运动速度由v2变为v1, 物体的质能由m2c2变m1c2, 物体的动能变化为:, 从相对坐标系ox运动速度为u的坐标系o’x’看来, 物体的动能变化为:, 物体的运动速度由

注意:圆周上的每一个点在坐标变化条件下, 每一个点的运动速度都是达到极限速度, 这就是说不管是静止的, 还是运动着的物体, 其运动速度其实都是极限速度, 而人们平常说的相对速度是极限速度的一个分速度。则所有的物体都是静止质量为零的物质达到极限速度c的产物。

从以上分析看出, 观测坐标的变换并未影响物体的总能量以及能量的增量, 观测坐标的变换只是一个观测角度的改变, 物体的总能以及能量增量是绝对的, 而物体的静止质量以及动能是相对的, 且物体的静止质量是相对的, 符合能量守恒定律对坐标变换的要求。

同理可得, 能量是绝对的, 能量需通过一定方式表现出来, 方式决定了具体形式能量的相对性与绝对性。

另:根据d E=Fds°, 得:

众所周知, 物体都存在着静能mc2, 但物体不能绝对静止, 引入运动概念, 则只有静止物体运动速度为极限速度下:

同样可得所有静止的和运动的物体都是质量为零物体运动达到极限速度C的产物的观点。

故此, 我们得出以下结论:

结论一、能量本质是绝对的, 能量需要通过一定的方式表现出来, 具体形式能量的表现方式决定了具体形式能量是否具有绝对性与相对性。且具体形式能量的相对性必然有相应的具体形式能量的相对性与之相对应, 来符合能量守恒定律。

结论二、所有静止的和运动的物体都是质量为零物体运动达到极限速度C的产物。

结论三、在任何物体观测另一物体的运动速度, 只能是与之运动方向垂直方向的物体运动速度, 即:是另一物体运动极限速度C与之运动极限速度C垂下直方向的分速度。

结论四、得观测偏转角度 (θ) 与运动速度 (v) 存在以下关系:

最后谢谢百度相对论吧以及吧友批评与指正。

摘要：通过分析能量守恒定律, 发现各种形式能量的转换遵循等量转换原则是能量守恒定律成立的基本条件, 指出了长期以来物理学界一直把ΣE=常量等同于能量守恒是对能量守恒定律认识不足。换位思考能量守恒定律对坐标变换的要求, 得出能量守恒定律对坐标变换的要求:一是所有形式能量变化量 (能量增量) 的坐标变换必须完全一致;二是在一参照系等量的能量变化量 (能量增量) , 在另一参照系观测, 能量变化量 (能量增量) 必是等量。发现了现物理理论中认为等量能量增量坐标变换后可是不等量的观点与能量守恒定律对坐标变换的要求的矛盾。指出了能量守恒定律在数学上是不可能证明的, 只能是保证能量守恒定律, 凡是先建立了坐标转换体系, 再证明能量守恒是不可能的, 先建立坐标转换的理论根本与能量守恒定律不相容。重新分析动能的相对性, 得出了:能量本质是绝对的, 能量需要通过一定的方式表现出来, 具体形式能量的表现方式决定了具体形式能量是否具有绝对性与相对性。且具体形式能量的相对性必然有相应的具体形式能量的相对性与之相对应, 来符合能量守恒定律。所有静止的和运动的物体都是质量为零物体运动达到极限速度C的产物。在任何物体观测另一物体的运动速度, 只能是与之运动方向垂直方向的物体运动速度, 即:是另一物体运动极限速度C与之运动极限速度C垂直方向的分速度。

关键词：能量守恒定律,坐标转换,能量增量

参考文献

[1]电动力学课程组物理学、应用物理学专业必修课程.电动力学.河北师范大学

[2]刘显钢.狭义相对论中的可变换假设与极限速率.北京师范大学学报.2006年4月第42卷第2期

[3]张社奇等主编.高等学校新世纪系列教程.基础物理学.科学出版社.2001年

[4][英]彼得·迈克尔, 哈曼, 龚少明译.19世纪物理学概念的发展——能量、力和物质.复旦大学出版社.2000年2月第一版