高一物理机械能守恒定律(高中物理必修第二册-机械能守恒定律的理解和守恒的几种常见情况)

如图所示,质量为m的物体从光滑曲面顶端静止下滑,经过A、B两个位置。

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可以证明,在只有弹力做功的系统内,动能和弹性势能互相转化时总的机械能也保持不变。与只有重力做功的系统一样,均满足关系:

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1.机械能守恒定律

在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律。

2.机械能守恒的几种常见情况

(1)只有重力做功 所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)机械能守恒 只有弹力做功 轻质弹簧拉着物块在光滑水平面上做往复运动,物块和弹簧组成的系统机械能守恒.如图

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(3).只有重力和系统内弹力做功 不计空气阻力,球在运动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球(或者弹簧)来说,机械能不守恒

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(4).只有重力和系统内弹力做功 所有摩擦不计,A自B上自由下滑过程中,只有重力和A、B间弹力做功,A、B组成的系统机械能守恒。但对B来说,A对B的弹力做正功,而这个力对B来说是外力,B的机械能不守恒,同理A的机械能也不守恒。如图:

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(5).有其他力做功,但做功代数和为0 忽略绳的质量与摩擦,在A、B匀速运动过程中,只有重力和细绳的拉力FA和FB做功,FA做负功,FB做正功,且WA+WB=0,故A、B系统机械能守恒。但A(或B)的机械能不守恒,A的机械能减小,B的机械能增加

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值得注意的是:判断机械能是否守恒应注意的问题

(1)合力为零是物体处于平衡状态的条件。物体受到的合力为零时,它一定处于匀速直线运动状态或静止状态,但它的机械能不一定守恒。

(2)合力做功为零是物体动能不变的条件。合力对物体不做功,它的动能一定不变,但它的机械能不一定守恒。

(3)只有重力对物体做功时,物体的机械能一定守恒;只有重力或系统内弹力做功时,系统的机械能一定守恒,但系统内单个物体的机械能不一定守恒。

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