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机械能守恒如何分析整个系统

发布时间:2021-11-18 22:20:38

㈠ 如何判断机械能是否守恒

一、系统机械能守恒条件如果系统所受的外力满足其中一条,则系统机械能有可能守恒,判断机械能是否守恒不光分析系统所受外力情况,还要看所受内力情况。如果系统所受外力满足以上条件之一,而系统所受内力又满足以下其中一条,则系统机械能就守恒。用系统所受内力、外力的做功情况来判断系统的机械能守恒时,外力和内力要同时满足以上条件,机械能才守恒。

二、应用举例

例1 如图1所示,在光滑水平地面上匀速运动的物体其机械能是否守恒?图1解析:在此题中说物体的机械能是一种习惯说法,其实应该是物体和地球组成的系统的机械能。选物体和地球为研究系统,对其进行受力分析:

外力:不受外力作用;

内力:重力,支持力;

支持力不做功,由机械能守恒条件可判断系统机械能守恒。

例2 如图2所示,在粗糙水平地面一物体在水平F作用下做匀速直线运动的物体其机械能是否守恒?解析:选物体和地球为研究系统,对其起进行受力分析:

外力:受摩擦力、拉力F作用;

内力:重力、支持力;

由机械能守恒条件可判断系统机械能不守恒。

例3 如图3所示,物体在斜面上受到平行斜面向下的拉力作用,沿斜面向下运动。已知拉力的大小恰好等于物体所受的摩擦力,则物体在运动过程中机械能是否守恒?


解析:如果选斜面、物体、地面三者来组成研究系统则:

内力:摩擦力、支持力N、重力G;

外力:沿斜面向下的拉力F;

由机械能守恒条件可判断系统机械能不守恒。如果选物体、地面来组成系统则:

内力:重力G、支持力N;

外力:拉力F、摩擦力(它俩做功大之和为零);

由机械能守恒条件可判断系统机械能守恒。可见系统机械能守恒与否与所选那些物体为研究系统有关。

三、对内力做功的理解

内力都存在所选取系统之内,由力的相互性可知,必是成对出现的。如图4所示,光滑滑轮两端用轻绳挂着两个质量不相等的物体,在两物体运动过程中,机械能守恒,但内力做功了,内力对做负功,而对绳子的拉力对绳子做正功,同理与也是一个做正功一个做负功,且绝对值相同,所以内力做功为零。所以运动过程中机械能守恒。那么内力做功一定为零吗?图4

如图5所示,A木块以初速度V滑上静止在光滑水平面上的B木块,最后A、B以共同速度运动,此过程中选A、B、地面为系统,则AB间的摩擦力是内力,由于A相对于地面滑动的距离大于B相对于地面滑动的距离,所以AB间相互摩擦力做功不为零,系统机械能不守恒。可见,一般情况下内力是摩擦力时内力做功不为零。遇到此类型题用系统能量转化来判断是否守恒更容易,本题中系统机械能有一部分转化为内能,所以机械能不守恒。


图5

机械能是否守恒的判断是教学难点,也是重点,运用其守恒为解决力学问题开辟了新的途径。避开了运用牛顿运动定律的复杂性,通过练习一定量的习题,使学生对系统机械能守恒有更深入的认识,能准确判断系统机械能是否守恒,从而正确解题。应用以上方法判断系统机械能是否守恒时,思路清晰,容易判断。

㈡ 机械能守恒题目如何解题,怎么去思考

一,先过程分析,过程内除了重力外无其他外力做功或者外力做功和为0,此为机械能守恒条件
二,状态分析,选两个态,一般是初态和末态,写出两个态的能量表达式,他们需相等。
三,结合其他方程,机械能守恒只提供一个方程,一般还需单独分析系统内某个对象物理量守恒的方程
四、解出你说列出的方程组。

㈢ 系统的机械能守恒怎么分析

首先要确定是以哪些物体为系统,然后分析系统受力,系统除重力以外无其他外力做回功,那么机械能就答守恒。例如,若两个物体之间用绳子互联,那么绳子的拉力属于系统内力,它做功不影响系统机械能守恒;若系统与接触面有摩擦,那么机械能就不会守恒,这样的话只能用动能定理解题了

㈣ 如何判断系统机械能是否守恒

一个系统只有重力,或系统内的弹力做功时系统的机械能守恒。判断物体的机械能守恒是看是否有除重力和系统内的弹力以外的力做功,若外力使物体沿力的方向发生位移,则外力对物体做正功,则机械能增加,否则反之。

㈤ 如何判断一个系统的机械能是否守恒 机械能守恒的标志是什么

只有重力和弹簧的弹力做功,机械能就守恒.

㈥ 机械能守恒定律怎么判断什么是一个系统

机械守恒的本质是动能与势能的相互转化,其中势能包括弹性势能与重力势能。如果遇到木块撞击,就有能量损失,机械能不能守恒。 至于系统的划分无一定的规律,一般选取参与能量转化的实物。

㈦ 机械能守恒定律怎么判断什么是一个系统我

机械守恒的本质是动能与势能的相互转化,其中势能包括弹性势能与重力势能.如果遇到木块撞击,就有能量损失,机械能不能守恒. 至于系统的划分无一定的规律,一般选取参与能量转化的实物.

㈧ 系统机械能守恒要具备什么条件,如何判断

机械能守恒条件:只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。

如何判断:

(1)做功条件分析法:

当发生动能与重力势能的转化时,只有重力做功,当发生动能与弹性势能的转化时,只有弹力做功,其他力均不做功,则系统的机械能守恒。

(2)能量转换分析法:

若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转化成其他形式的能(如没有内能的增加,比如温度升高),则系统的机械能守恒。

(8)机械能守恒如何分析整个系统扩展阅读:

重力势能为与物体位置相关的能量,重力势能具有相对性。表达式为 Ep=mgh 其中,m为质量,单位千克;g为重力常数,9.8N/kg;h为高度,物体相对于势能参照面的高度(具有相对性,势能参考面选择不同,则h不同),单位米。需要注意的是,h的数值具有相对性,但是对于一个运动过程来说,初始位置和最终位置的Δh是代数值,没有相对性。

弹性势能为Ep=1/2kx² (胡克定律的表达式为f=kx,其中k是劲度系数,x是物体的形变量。在国际单位制中,f的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力)

㈨ 系统机械能守恒问题

将m1、m2作为整体研究,该系统受斜面的支持力不做功,(绳子对它们是内力),只有重力做功,所以机械能守恒。

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