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什么样的滑轮组机械能守恒

发布时间:2023-06-19 06:07:48

❶ 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。

❷ 机械能守恒的条件 机械能守恒的条件有哪些

1、机械能守恒条件:只有重力或弹力做功。在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。

2、由动能定理和势能定理联立,可得机械轿棚能定理(通常称之为功能原理):除重力或弹力之外其它力的总功,等御困于系统机械能的变化。

3、这个定理表明,重力或弹力做功,只是使机械能内部几种形式之间发生相互转化,而并不引起系统机械能的变化。只有除重力或弹力之外其它力的功,才会使其他形式的能量与系统的机械能相互转化,从而改变系统的机械能的变化。镇帆念

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