势能地形台

同一条曲线同时回答三件事:物体会被推向哪边、哪些位置到得了、平衡点能不能“站稳”。

Fx = −dU/dx
U(x) = 0.30 + 0.45ax²

拖白圈改位置;拖橙线或菱形把手改总能量

势能曲线与总能量线 图中显示势能曲线、总能量线、物体位置、经典可达区域和转折点。
势能 U(x) 总能量 E 可达:E ≥ U ◇ 转折点:K = 0

先预测,再验证

把物体轻轻推离这个候选点,会怎样?

单阱的 x = 0 是势能曲线的极值点。先别急着看答案。

你的判断

选择一个判断,再查看曲线斜率给出的证据。

看曲线,也看力

“站稳”不是看 U 是否为零

  1. 先找平衡:曲线斜率 dU/dx = 0,所以 Fx = 0。
  2. 再看轻微偏离:极小值两侧的力都指回极小点,是稳定平衡。
  3. 极大值恰好相反:两侧的力都指离极大点,是不稳定平衡。
  4. 别忘了能量门槛:若 E < U,算出的 K = E−U < 0,说明该位置在经典力学中不可达。

一句话记忆:力看势能曲线的“下坡方向”,可达性看能量线是否压得住势能曲线。