我們生活在一個(gè)由無數(shù)物體組成的世界，這種物體有的大有的小動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，有的靜止有的運(yùn)動(dòng)，有的單獨(dú)存在有的互相作用。為了便捷研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，化學(xué)學(xué)家們提出了一個(gè)簡(jiǎn)化的模型，就是質(zhì)點(diǎn)組。
質(zhì)點(diǎn)組是由若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的系統(tǒng)，每位質(zhì)點(diǎn)都可以看作是一個(gè)沒有大小和形狀的點(diǎn)動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，只有質(zhì)量和位置。質(zhì)點(diǎn)組可以看作是一個(gè)整體，也可以看作是由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)組成。為了描述質(zhì)點(diǎn)組的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們須要用到一些數(shù)學(xué)量，例如速率、動(dòng)量、力、功、能量等。
這么，怎樣用這種化學(xué)量來抒發(fā)質(zhì)點(diǎn)組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢？明天我們一起學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定律和柯尼希定律。
慣性系是指沒有加速度的參考系。在慣性系中，質(zhì)點(diǎn)組所有內(nèi)力做功之和加上質(zhì)點(diǎn)組遭到的所有外力做功之和等于質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能（也就是所有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能量之和）的增量。這就是慣性系中質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定律。須要注意的是質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)力做功不可忽視!由牛頓第三定理可以得到內(nèi)力做功可以被忽視的充分條件是質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)任意質(zhì)點(diǎn)間的距離不變，即質(zhì)心。
質(zhì)情系是指以質(zhì)點(diǎn)組的剛體為原點(diǎn)構(gòu)建的參考系。剛體是指所有質(zhì)點(diǎn)根據(jù)其質(zhì)量加權(quán)平均后得到的位置。在質(zhì)情系中，質(zhì)點(diǎn)組所有內(nèi)力相對(duì)于質(zhì)情系做功之和加上質(zhì)點(diǎn)組遭到的所有外力相對(duì)于質(zhì)情系做功之和等于質(zhì)點(diǎn)組相對(duì)于質(zhì)情系動(dòng)能（也就是所有質(zhì)點(diǎn)相對(duì)質(zhì)情系的動(dòng)能之和）的增量。這就是質(zhì)情系中質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定律。
經(jīng)過理論推論，我們可以得到柯尼希定律，即質(zhì)點(diǎn)組相對(duì)于慣性系的動(dòng)能等于質(zhì)點(diǎn)組相對(duì)于質(zhì)情系的動(dòng)能加上剛體的動(dòng)能。運(yùn)用柯尼希定律我們可以便捷地估算一些滾動(dòng)物體的動(dòng)能，例如在水平面內(nèi)做無滑動(dòng)滾動(dòng)的圓盤的動(dòng)能。
機(jī)械能是指物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和。動(dòng)能是物體因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而具有的能量。勢(shì)能是指物體因?yàn)槲恢没騽t形狀而具有的能量，例如重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能等。在個(gè)別特殊的情況下，我們會(huì)發(fā)覺質(zhì)點(diǎn)組的機(jī)械能不會(huì)隨著時(shí)間而改變，這就是質(zhì)點(diǎn)組的機(jī)械能守恒定律。
這個(gè)定律告訴我們，若質(zhì)點(diǎn)組中質(zhì)點(diǎn)所受的所有內(nèi)力和外力均為保守力，則質(zhì)點(diǎn)組機(jī)械能守恒。保守力是指只和物體的位置有關(guān)，而不和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的力，例如重力、彈力等。保守力對(duì)物體所做的功只取決于物體的初末位置，而不取決于物體運(yùn)動(dòng)的路徑。保守力對(duì)物體所做的功等于物體勢(shì)能的降低。因而，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)組只遭到保守力時(shí)，內(nèi)力和外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)組所做的功等于質(zhì)點(diǎn)組勢(shì)能的降低，而按照慣性系中質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定律，內(nèi)力和外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)組所做的功也等于質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能的降低。這就意味著，在這些情況下，質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能的降低等于質(zhì)點(diǎn)組勢(shì)能的降低，也就是說，質(zhì)點(diǎn)組機(jī)械能不變。
例如，假若我們把一個(gè)彈簧掛在天花板上，但是在彈簧上端掛一個(gè)小球，之后把小球拉下一段距離而且放開，這么小球都會(huì)在彈力和重力作用出來回震動(dòng)。在這個(gè)過程中，小球只遭到彈簧力和重力兩種外力，它們都是保守力。因而，小球的機(jī)械能不會(huì)改變。當(dāng)小球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，它喪失動(dòng)能而獲得勢(shì)能；當(dāng)小球向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，它喪失勢(shì)能而獲得動(dòng)能。小球機(jī)械能不變。
明天我們學(xué)習(xí)了質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定律與柯尼希定律，還有質(zhì)點(diǎn)組的機(jī)械能守恒定律，你學(xué)會(huì)了嗎？感謝你們，我們上期見！