今天我们来聊聊系统机械能守恒,以下6个关于系统机械能守恒的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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机械能守恒的三个条件
机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。可以从以下三个方面理解:
(1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动,物体的机械能守恒。
(2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力做功。例如物体沿光滑的曲面下滑,受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力不做功,物体的机械能守恒。
(3)其他力做功,但做功的代数和为零。
判定机械能守恒的方法:
(1)条件分析法:应用系统机械能守恒的条件进行分析。分析物体或系统的受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力 (或弹力)做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则系统的机械能守恒。
(2)能量转化分析法:从能量转化的角度进行分析:若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化,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(如内能),则系统的机械能守恒。
(3)增减情况分析法:直接从机械能的各种形式的能量的增减情况进行分析。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;若系统的动能不变,而势能发生了变化,或系统的势能不变,而动能发生了变化,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,则系统的机械能不守恒。
(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒。
如何判断机械能是否守恒
判断机械能是否守恒的方法(E=EK+EP)
1、从做功角度来判断:
①只受重力或弹簧弹力(如各种抛体—不计空气阻力)
②受其他力,但其他力不做功!或者其他力做功的代数和为零。
2、从能量转化角度来判断:
系统内只有动能和势能的相互转化而无机械能与其它形式的能的转化,则物体系统机械能守恒。
3、爆炸、绳子突然绷紧,非弹性碰撞等问题,除非特别说明,机械能必定不守恒。
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。
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。
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。
系统机械能守恒要具备什么条件,如何判断?
机械能守恒条件:只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。
如何判断:
(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:
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。
扩展资料:
重力势能为与物体位置相关的能量,重力势能具有相对性。表达式为 Ep=mgh 其中,m为质量,单位千克;g为重力常数,9.8N/kg;h为高度,物体相对于势能参照面的高度(具有相对性,势能参考面选择不同,则h不同),单位米。需要注意的是,h的数值具有相对性,但是对于一个运动过程来说,初始位置和最终位置的Δh是代数值,没有相对性。
弹性势能为Ep=1/2kx² (胡克定律的表达式为f=kx,其中k是劲度系数,x是物体的形变量。在国际单位制中,f的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力)
参考资料:百度百科-机械能守恒
机械能守恒定律是什么
定律:即任何物体系统如无外力做功,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。
守恒条件:
1、外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;
2、只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能。
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,这就是机械能守恒定律。
扩展资料
机械能守恒的本质:
1、从能量转化角度:从能量转化角度看,只要在某一物理过程中,系统的机械能总量始终保持不变,而且系统内或系统与外界之间没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为系统的机械能,那么系统的机械能就是守恒的。
2、从功能关系看:从功能关系看,机械能守恒的条件是“系统外力不做功,系统内非保守力不做功”。这一条件与系统内保守力是否做功无关。
参考资料来源:百度百科-机械能守恒定律
机械能守恒是什么意思?
机械能守恒定律 开放分类: 物理、能量、定律、机械能 在只有重力对物体做功的条件下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.在有弹簧弹力做功的情况下,也有类似的结论成立,这个规律叫做机械能守恒定律. 机械能守恒定律 law of conservation of mechanical energy, 动力学中的基本定律,即任何物体系统如无外力作功或外力作功之和为零,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变.外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能,符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立.这个定律的简化说法为:质点(或质点系)在势场中运动时,其功能和势能的和保持不变;或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变.这一说法隐含可以忽略不计产生势力场的物体(如地球)的动能的变化.这只能在一些特殊的惯性参考系如地球参考系中才成立.
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