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机械能不守恒怎么算

发布时间:2023-06-15 09:30:03

⑴ 如何判断系统机械能守恒

(1)做功条件分析法:机械能守恒
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。(3)增减情况分析法:若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒:若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒:若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。注意:在判断机械能是否守恒时,一定要先选定系统(看清题目说定的系统)。有两种情况:1.如果将产生弹力的的东西(比如说弹簧,下同)算作系统内的,那么机械能守恒。2.如果将弹簧算作系统外的,那么机械能不守恒。此时弹簧的弹力对物体做功,使物体(系统)的动能和重力势能有所改变。例如,弹簧悬挂的小球。(高中物理练习中经常出错的问题)如果将小球和弹簧看成一个整体系统,则系统机械能是守恒的。小球的机械能是不守恒。(平常大家说某物体的机械能,实质上是把物体与地球当做一个系统,是一种简便说法。 因为重力势能是物体与地球所共有的。)另外,对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明或暗示。

⑵ 机械能怎么判断守恒

有两个判断方法:
1、计算出初状态和末状态的动能和势能,前后之和不变就说明机械能守恒
2、只有重力做功时,机械能守恒
要注意的是,有些情况下是系统机械能守恒,比如物块从高处坠落,下面有一个弹簧【但是现实情况下,空气阻力不可忽略,所以系统机械能是减少的】

⑶ 机械能怎样才算守恒

只有重力或弹力做功。或系统的外力和非保守内力做功和为零。
当发生动能与重力势专能的转化时,只有重力做功属,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。
验证机械能守恒
(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。
(3)增减情况分析法:
若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒:若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒:若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。
注意:在判断机械能是否守恒时,一定要先选定系统(看清题目说定的系统)。

⑷ 机械能守恒定律公式

机械能守恒定律计算公式:
Ek0+Ep0=Ek1+Ep1
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。
机械能守恒定律:在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。

其数学表达式可以有以下两种形式:
过程式:
1.WG+WFn=∆Ek
2.E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)
状态式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv1^2+mgh1=1/2mv2^2+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]

守恒原理:当物体在运动过程中,如果A外=0,A非内保=0
那么有△E机=E末-E初=0 或 Ek0+Ep0=Ek1+Ep1
这就是说,如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是质点系的机械能守恒定律。
物体的动能和势能统称为机械能。
E机=Ep+Ek 或E=Ek+Ep+E弹
一个物体能做功就说这个物体具有能。

守恒条件:机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。【即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】,而且是系统内机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,
从功能关系式中的 WF外=△E机 可知:更广义的机械能守恒条件应是系统外的力所做的功为零。
当系统不受外力或所受外力做功之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。

⑸ 如何判断机械能是否守恒

可以根据机械能守恒的条件进行判断。
这是一个物理题,据要根据它的原理和条件进行判断。
机械能守恒的条件:1、只有重力或弹力做功。2、系统的外力和非保守内力做功和为零。
机械能守恒的判断: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: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,则系统的机械能守恒。3、增减情况分析法:系统的动能与势能均增加或均减少则系统的机械能不守恒。系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒。若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。

⑹ 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。

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