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怎么判断机械能是否守恒

时间: 2022-07-26 09:01:52 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 107次

怎么判断机械能是否守恒

如何判断机械能和能量是否守恒?最好举例子

系统只有保守力做功,其他内力和一切外力都不做功,则系统机械能守恒。
能量无论何时都是守恒的。
保守力就是做功与路径无关的力。例如,重力
非保守力反之。例如,摩擦力
机械能守恒就是说只有重力或者弹力做功,其他力不做功或者代数和为零,这就是机械能守恒。
看是否具有其它力

如何判断机械能守恒?

机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功的物体系统,其他力不做功.1.受到其它外力,但是这些力是不做功的.例如:绳子的一段固定在天花板上,另一端系一个小球,让它从某一高度静止释放,下摆过程中受到绳子的拉力,但是拉力的方向始终与速度方向垂直,拉力不做功,只有重力做功,小球的机械能是守恒的.2.受到其它外力,且都在做功,但是它们的代数和为0,此时只有重力做功,机械能也是守恒的.

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。
机械能要守恒,要看你所考虑的系统是否受到外力作用,如果不受外力则这个系统满足机械能守恒,否则不满足。如:
考虑两个用弹簧所连接的小球从一个劈的顶端滑落,劈与地面没摩擦,球与劈有摩擦。若考虑两小球与弹簧构成的系统,因为受到外界劈给的摩擦所以不满足机械能守恒,若考虑两小球与弹簧和劈组成的系统,不受外力,满足机械能守恒。(注意重力即地球给的力不算作外力,但计算时应考虑重力势能)
所有的能都守恒

机械能怎样才算守恒?

只有重力或弹力做功。或系统的外力和非保守内力做功和为零。
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。
验证机械能守恒
(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。
  (3)增减情况分析法:
  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:若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,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,则系统的机械能也不守恒。
  注意:在判断机械能是否守恒时,一定要先选定系统(看清题目说定的系统)。

如何判断系统机械能守恒????

我知道怎么判断一件物体的机械能是否守恒,但我不知道怎么判断系统机械能是否守恒???rn是能量互相转化时就守恒吗???

(1)做功条件分析法:机械能守恒

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。

例如,弹簧悬挂的小球。(高中物理练习中经常出错的问题)

如果将小球和弹簧看成一个整体系统,则系统机械能是守恒的。

小球的机械能是不守恒。(平常大家说某物体的机械能,实质上是把物体与地球当做一个系统,是一种简便说法。 因为重力势能是物体与地球所共有的。)另外,对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明或暗示。

以上内容参考:百度百科-机械能守恒

只有保守力做功,那么其机械能就守恒,那么什么是保守力,就是有其势能的力,比如,重力势能,弹力势能,电势能。则其相对的重力,弹力,电场力就是保守力。反之,如果一个力没有其对应的势能,就不是保守力了,像摩擦力,因为没有摩擦势能这种说法。
动量是否守恒的关键在于系统受到外力作用。如果系统不受外力或者所受合外力为0,则系统动量守恒,反之则不守恒。(但是如果系统在某个方向上受合外力为0,则可以说系统在这个方向上动量守恒,注意,是“在这个方向上”守恒)
而机械能是否守恒在于外力对物体做功的情况,只要除了重力和弹力以外没有其他的力对物体做功,机械能就守恒。
没有外力作用的时候才守恒。
比方说,抛物运动,若只有重力,则只有动能和势能相互转化,机械能守恒。
若有空气阻力,就不守恒了。
既然你知道怎么判断一件物体的机械能是否守恒,怎么会不知道判断系统机械能是否守恒???
把一个系统当成一个物体就行,然后看他是否只有重力或系统内弹力做功,没外力做功就行了。
文章标题: 怎么判断机械能是否守恒
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