有关“弹性势能”相对性的纠结

程靖龙
我们说重力势能是相对的,可以理解,也应该如此。 但是,要是把弹性势能也说成是相对的,就违背了物理学试图以最简洁的形式表达客观规律的初衷。 相对性的提法,只有在零势能参考存在着人为选定的必要和可能的时候才有意义。 弹性势能,有其无可争辩的零势能参考,再谈相对性真是画蛇添足。事实上,教材对弹簧系统的势能表达式的呈现,也流露出对弹性势能绝对性的认同。 本人见解,如果经得起审查,希望以后高中教学能修正。在这里探讨,希望同好一起关注高中物理教学。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
“笑了”的如果是高手,露两手如何?

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
“笑了”的如果是高手,露两手如何?

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
“笑了”的,如果只是笑客,多谢送来欢乐。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
我想说,再高明的复制也没有资格嘲笑世上最幼稚的独创。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
边走边唱~
处于地心的物体有没有重力势能?
边走边唱~


程靖龙 #6
我想说,再高明的复制也没有资格嘲笑世上最幼稚的独创。


不要跟一楼较真~~~

彬淋
(elastic potential energy……英语里用potential 你懂不?势能相对是因为与其位置有关。你能测出一个物体的弹性势能?你把一个弹簧可以拉长一厘米也可以拉长10厘米,你觉得它还有弹性势能没?

才话别已深秋,只一眼就花落。窗台人影独坐,夜沉的更寂寞。一段路分两头,爱了却要放手。无事东风走过,扬起回忆如昨……
彬淋
我怎么会和你讨论这种问题……完了。我不想打击你,别再想这些问题了,想多了真会影响精神和智商,虽然你已经……

才话别已深秋,只一眼就花落。窗台人影独坐,夜沉的更寂寞。一段路分两头,爱了却要放手。无事东风走过,扬起回忆如昨……
neroto
看6楼的,你也不傻啊,咋就老整这事?除了这句话能整句别人能听得懂的不
snail2008
哲学告诉我们,世界上没有绝对的事物。就说弹性势能的零势能位置随着外界温度的改变也会变化的,热胀冷缩。

Me my mine I !
暮光
我咋感觉这跟考虑为什么规定1+1=2 是一个性质的,势能不给出参考基点,怎么表示。

我们好像在哪见过,你记得吗
有狐绥绥
兄弟们,你们太较真了,这个问题我们上午在教研室都讨论过了。
龙哥,看见9楼和12楼给你的回复了吗?对于这两种情况,高中教材给出的弹簧能计算公式还能用吗?人家说相对性没错吧?万事万物都有相对的一面,还没见过什么是绝对的,这是哲学告诉我们的。
人的一生很短,连许三多都知道要干一些有意义的事才叫好好活,你折腾了20年,于学校,于父母,于妻儿,于自身,可曾有半点意义?
完了,我怎么和你杠上了?洗洗睡吧。
PS,你提的很多学术问题都看过了,很多人也都回答你了,我个人的感觉是如果一个高中生提出来还能理解,一个本科生提出来就有点业余了。

羽族之长,名为凤凰,一日失雌,三年感伤。虽有众鸟,不为匹双,身远心近,何曾相忘?
stupidwang
lz,麻烦你认真想想“偏执”和“执着”这两个词的区别,脑补一百遍,你这辈子就毁在这个“偏”字上了。
说实在的,觉得lz这种性格真的不适合教书啊,别把小朋友们引上邪路了,lz还是去做个生意吧,兴许还能发大财。

南无阿弥陀佛!
程靖龙
看了上面各位的回复,老程想笑了……

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
9楼的发言让人不知所云。13

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
请9楼的把自己的想法表达清楚,你到底想说什么?

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
回复13楼,势能需要给出参考基点不假,关键是这个参考基点的给出包含着多大程度的人为的任意性。重力势能的参考基点可以根据具体情况灵活选取,这种灵活性有助于让问题变得简单。但是,弹性势能的参考基点,有其无可争辩的选项。人为的随意性只会让问题变得复杂。 所以,就理想的参考基点的选择的唯一性来讲,弹性势能并不具有像重力势能那样的相对性。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
这么久了,我提出几个论题没有获得有价值的回复。 目前没有公认的参考答案的,我就不说了。两蛋相撞的问题,那是有答案的,居然在ol上至今无解。对此,我不知说什么好。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
snail2008
老程,怎么不评价12楼的说法?

Me my mine I !
cnn
龙哥病得不轻。

[img]
程靖龙
回复snail2008: 如果要把“相对性”理解成你所说的那个“哲学”的高度,我看就没有必要再说“某某是相对的”这样的话了。因为,依那样的理解,就没有什么不是相对的了。 我们探讨问题,得须建立在对“相对性”的含义作了“相对恰当”的约定的基础上才有意义。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
另外,理想模型是物理学探究自然时必须用的手段。 有句话,物理探究过程中,知道忽略什么跟知道重视什么同等重要。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
AYD

龙哥,


1. 根据势能的保守力定义,包括弹性势能在内的任何势能的零点选取都是相对的和任意的。势能值不是绝对的,而是相对的,依据于势能零点的选取而不同;而保守力场中二点间势能的变化是绝对的,不依据于势能零点的选择。


2. 弹性势能的零势能位置并非无可争议。以弹簧为例,所谓零势能的弹簧自由状态其实也是相对的,它还取决于弹簧材料本身的状态,因为材料的本构关系受到组分微结构,受力状态,环境温湿度,加载时间,乃至电磁环境等等诸多因素影响。



程靖龙 #1
我们说重力势能是相对的,可以理解,也应该如此。 但是,要是把弹性势能也说成是相对的,就违背了物理学试图以最简洁的形式表达客观规律的初衷。 相对性的提法,只有在零势能参考存在着人为选定的必要和可能的时候才有意义。 弹性势能,有其无可争辩的零势...


 


势能的保守力定义(from WIKI)



主条目:保守力


如果分别作用于两个质点上的作用力与反作用力作功与具体路径无关,只取决于相互作用质点初末位置,那么这样的一对力就叫作保守力。不满足这个条件的则称为非保守力。可以证明保守场的几个等价条件[1],于是我们得到保守力的性质有:



  1. 保守力沿给定两点间作功与路径无关;

  2. 保守力沿任意环路作功为零;

  3. 保守力可以表示为一个标量函数的(负)梯度


推广到多质点体系和连续分布物体,如果一封闭系统中任意两个质点之间的作用力都是保守力,则称该系统为保守体系。保守体系的位形,即在保守体系中各质点的相对位置发生变化时,其间的相互作用力作功,作功之和只与各质点相对位置有关。将保守体系在保守力作用下的这种与相对位置相联系的作功的能力定义为一个函数,称为该保守体系的势能函数位能函数,简称势能位能[2]。这样,体系从一种位形变为另一种位形时对外界所作的功等于后者与前者的势能之差,从而赋予了势能函数以直观的物理意义


除此之外,我们还可以将势能的定义从现在的基础上拓展。比如热学中气体分子间的相互作用势能,它是大量分子势能的和,实际不是用相对位置(位形)来描述的,而是用体积温度压强等热学参量。又如,在一些特定的约束条件下,某些平时是非保守力的力也成为了保守力[3],或者几种力的合力恰巧成为了一个保守力。如此种种。


 


事究竟、度无极、到彼岸 http://bbs.openlab.net.cn/blogs/ayd/default.aspx
zhy

AYD #27
龙哥,1. 根据势能的保守力定义,包括弹性势能在内的任何势能的零点选取都是相对的和任意的。势能值不是绝对的,而是相对的,依据于势能零点的选取而不同;而保守力场中二点间势能的变化是绝对的,不依据于势能零点的选择。2. 弹性势能的零势...
程靖龙 #1
我们说重力势能是相对的,可以理解,也应该如此。 但是,要是把弹性势能也说成是相对的,就违背了物理学试图以最简洁的形式表达客观规律的初衷。 相对性的提法,只有在零势能参考存在着人为选定的必要和可能的时候才有意义。 弹性势能,有其无可争辩的零势...
 势能的保守力定义(from WIKI)主条目:保守力如果分别作用于两个质点上的作用力与反作用力作功与具体路径无关,只取决于相互作用质点初末位置,那么这样的一对力就叫作保守力。不满足这个条件的则称为非保守力。可以证明保守场的几个等...


很多时候,我们侥幸的绝处逢生;很多时候,希望再现,可是我们已经坠落山崖;希望也许给了我们坚持的理由,绝望却让我们得以重生。
zhy
晕死,难道在IE9下不能“引用回复”帖子么?
势能的关注重点不是零点选择,而是两点间的势能差值,他和零点是没关系的。我们通常说某点势能多少,实际说的这个点和选择的零点的势能差。

很多时候,我们侥幸的绝处逢生;很多时候,希望再现,可是我们已经坠落山崖;希望也许给了我们坚持的理由,绝望却让我们得以重生。
程靖龙
楼上试图用“知识”代替“思考”,

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
克服弹性体弹力把机械能存贮于弹性体,跟克服静电力把能量存储于电容器的电场能类似。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
克服弹性体弹力把机械能存贮于弹性体,跟克服静电力把能量存储于电容器的电场能类似。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
克服弹性体弹力把机械能存贮于弹性体,跟克服静电力把能量存储于电容器的电场能类似。 我们可以问某电容器存储了多少能量,答案不会因为考虑电容器是否会彻底放电而不同。 弹性体,亦然。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
Maltinda
没有仔细看贴,我也来插一腿。
以本科生水平看的话
不考虑具体问题,研究能量的话本来就是基于“相对”这一概念的,相对这种表述是严谨的。
比如势能,内能,动能,这些能量的值都是有限但不可度量的,必须给定一个基准才能给出另一个状态相对的能量值。
以高中生水平看的话
在当下体制,爱怎么想怎么想,高考做对就是好样的,高考完再慢慢讨论。

The Wind is free,but the sand goes where it is blown.
zhy
重力势能和弹性势能都是一样的,两点之间的势能差是绝对的,所谓零点的选择就是以这个点确定任意点与之的势能差,差值是绝对的,但也是一点相对于另一点来说的。你非要钻牛角尖,怪谁啊?!

很多时候,我们侥幸的绝处逢生;很多时候,希望再现,可是我们已经坠落山崖;希望也许给了我们坚持的理由,绝望却让我们得以重生。
程靖龙
回复34楼:朋友的发言是诚恳的,老程很是欣慰。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
回复34楼:请朋友抽空看一遍我在主帖和跟帖里的发言。 正如朋友的认识,从哲学的层面讲,“相对”总是对的,“绝对性”总是相对的。 我主张“弹性势能是绝对的”,那是相对于“重力势能是相对的”的理由的。 因为弹性势能并不具有我们认为重力势能是相对的那种类似的理由。 这种情况下,说两者都是相对的显然漠视了两者之间存在的显著的差异。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
弹性势能跟重力势能和电势能之间的一个比较显著的差异是,我们不会赞同把一个弹性体储存的弹性势能表达成负值。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
zhy

势能差是两个点之间无损耗移动能够释放的能量,要是零点选在了弹簧势能最大的地方,其它地方相对零点的势能差不是负的是什么?通常所说的势能是默认为与零点的势能差,你非钻牛角尖。有啥办法?!


 



程靖龙 #38
弹性势能跟重力势能和电势能之间的一个比较显著的差异是,我们不会赞同把一个弹性体储存的弹性势能表达成负值。


很多时候,我们侥幸的绝处逢生;很多时候,希望再现,可是我们已经坠落山崖;希望也许给了我们坚持的理由,绝望却让我们得以重生。
WillWay

推测lz一般是这样的:
1、在对中学物理某个知识点讲解了千百遍之后,lz突然发现了一个深邃的问题,与问题一起到来的是一种异样的感觉。这种感觉艾萨克牛顿爵士曾经也遇见过,那是一个温暖的午后,一颗苹果把爵士从甜美的睡梦中惊醒,睡梦中爵士正在跟他的情人约会。
2、只消片刻,lz发现这种问题对于一位伟大的人民中学物理教师来说实在是太弱爆了。出于对学生的关爱,lz把这些传授给了课堂上的同学们。
3、理所当然的lz没有忘记他的母校,“不管你虐我千百遍,我依然待你如初恋”。他无时无刻不牵挂着母校的小师弟小师妹们,并发誓一定要把这个发现教给他们。于是lz在openlab发了一贴,静待回复。
4、对于每一个回帖,lz兴致盎然,“同学,你这么思考不太对的...”“同学,你这是知识,不是思考...”“咦,这位同学说到点子上了,但说的不是很明白...”...
5、一段时间后,(lz内心活动:你们这些渣渣实在是太弱了)。“来来来,同学们,老师教给你们...”,不经意间,lz深厚的物理学与数学功底展现无遗。
6、lz收获了对物理学进步做出巨大贡献的成绩感和桃李满天下的满足感。然后,深藏功与名,默默翻开铅华厚重的中学物理教科书,仔细品味每一个字词以及每一个标点符号。

PS:读一点先贤们的原著吧,对你的思维水平提高会有很大帮助,如果你还知道什么是谦虚的话。当然,在这之前,你需要学会使用微积分思考。


······
程靖龙
楼上谈到了“谦虚”,兼听众家为谦,勤勉好学为虚。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
程靖龙
分析得挺好的,感慨于码了那么多字,应该也费了些心思。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。
月月法师
程哥的帖子,一定火
OL猫扑化推进委员会委员
神了!

OL猫扑化推进委员会委员,为OL猫扑化而努力!
程靖龙
再次浏览帖子。
感叹这样局面,
是我瓜大的排名不断下滑后必然出现的。

明知不可为,为之无憾;貌似不可为,坦然为之。