学业水平之机械能守恒定律

 公司新闻     |      2020-04-06 11:05

关于机械能守恒定律的,首先我们要知道什么是机械能,动能和势能都是机械能,势能又包括重力势能与弹性势能,所以机械能是动能,重力势能,弹性势能的统称。

既然机械能要不变,就说明这三种形式的能之和要保持不变,重力势能与重力做功相对应,弹性势能与弹力做功相对应,动能与合外力做功相对应,我先举个例子,例如人在水平面拉一个箱子

虽然这个小孩是笑着拉的,但是他肯定是累的,从机械能变化的角度看,箱子从静止到运动,动能增加了,而重力势能和弹性势能都没有变化,所以机械能增加了,为什么机械能会增加,因为小孩拉箱子了,人累了,相当于人把能量给了箱子,所以箱子机械能增加,显然这里有拉力做功,机械能不守恒。

高为h1和h2的位置速度分别为v1和v2,因为只受重力,重力做功就等于动能变化量,从1位置到2位置,重力势能减小,动能增加,如果能证明减少量等于增加量,则机械能守恒,方法如下

同理,只有弹力做功的系统内,机械能也守恒,所以可以总结出在只有重力或弹力做功的系统内,系统的机械能守恒。

这里要注意几个问题,第一就是只有重力或弹力做功,而不是只受重力或弹力,也可以受其他力,但其他力不做功,第二强调系统性,这也是很多同学迷惑的问题,例如

一开始用手托着,拿开手后,由于质量不同,M会向下落,m会上升,单独看一个物体,机械能不守恒,m的动能与势能都增加,但是整体机械能守恒,可以这么理解,将M看成人的手,向下拉m,人肯定累,失去能量给了m,所以m的机械能增加,M的机械能减少,绳的作用就是传递两个物体之间的机械能,只是在内部传递,所以系统的机械能保持不变。