什么是機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒的方法
什么是機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒的方法
物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能，勢(shì)能可以是引力勢(shì)能、彈性勢(shì)能等。那么你對(duì)機(jī)械能守恒了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是機(jī)械能守恒的內(nèi)容，希望大家喜歡!
機(jī)械能守恒的表達(dá)式
首先
重力勢(shì)能為與物體位置相關(guān)的能量，重力勢(shì)能具有相對(duì)性。表達(dá)式為 Ep=mgh 其中，m為質(zhì)量，單位千克;g為重力常數(shù)，9.8N/kg;h為高度，物體相對(duì)于勢(shì)能參照面的高度(具有相對(duì)性，勢(shì)能參考面選擇不同，則h不同)，單位米。需要注意的是，h的數(shù)值具有相對(duì)性，但是對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)說(shuō)，初始位置和最終位置的Δh是代數(shù)值，沒(méi)有相對(duì)性。
彈性勢(shì)能為 (胡克定律的表達(dá)式為f=kx，其中k是勁度系數(shù)，x是物體的形變量。在國(guó)際單位制中，f的單位是牛，x的單位是米，它是形變量(彈性形變)，k的單位是牛/米。勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)的彈力)
動(dòng)能為
1)系統(tǒng)的初、末狀態(tài)機(jī)械能守恒
2)系統(tǒng)的動(dòng)能增加量等于勢(shì)能減少量
機(jī)械能守恒的方法
(1)做功條件分析法：
當(dāng)發(fā)生動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化時(shí)，只有重力做功，當(dāng)發(fā)生動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化時(shí)，只有彈力做功，其他力均不做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
(2)能量轉(zhuǎn)換分析法：
若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如沒(méi)有內(nèi)能的增加，比如溫度升高)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
(3)增減情況分析法：
若系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能均增加或均減少，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒：若系統(tǒng)的動(dòng)能或勢(shì)能不變，而勢(shì)能或動(dòng)能卻發(fā)生了變化，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒：若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的機(jī)械能均增加或均減少，則系統(tǒng)的機(jī)械能也不守恒。
注意：在判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一定要先選定系統(tǒng)(看清題目說(shuō)定的系統(tǒng))。
有兩種情況：
1.如果將產(chǎn)生彈力的的東西(比如說(shuō)彈簧，下同)算作系統(tǒng)內(nèi)的，那么機(jī)械能守恒。
2.如果將彈簧算作系統(tǒng)外的，那么機(jī)械能不守恒。此時(shí)彈簧的彈力對(duì)物體做功，使物體(系統(tǒng))的動(dòng)能和重力勢(shì)能有所改變。
例如，彈簧懸掛的小球。(高中物理練習(xí)中經(jīng)常出錯(cuò)的問(wèn)題)
如果將小球和彈簧看成一個(gè)整體系統(tǒng)，則系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的。
小球的機(jī)械能是不守恒。(平常大家說(shuō)某物體的機(jī)械能，實(shí)質(zhì)上是把物體與地球當(dāng)做一個(gè)系統(tǒng)，是一種簡(jiǎn)便說(shuō)法。 因?yàn)橹亓?shì)能是物體與地球所共有的。)
另外，對(duì)一些繩子突然繃緊、物體間碰撞等問(wèn)題機(jī)械能一般不守恒，除非題目中有特別說(shuō)明或暗示。
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