機(jī)械能守恒定律論文

機(jī)械能守恒定律論文

　　機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是由一個(gè)或多個(gè)物體與地球所組成的系統(tǒng)，重力和彈力是系統(tǒng)的內(nèi)力。守恒的條件是系統(tǒng)內(nèi)只有重力或者是彈力做功，而其他一切力都不做功。以下是yjbys小編為您整理的試論機(jī)械能守恒定律，希望能提供幫助。

　　摘要：機(jī)械能守恒定律是解答物理問題的重要規(guī)律，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題只涉及物體的始末兩個(gè)狀態(tài)而不涉及物理過程，簡(jiǎn)化了力學(xué)問題的求解。本文介紹了機(jī)械能守恒定律及其表達(dá)形式和守恒條件，并通過實(shí)例分析探討了機(jī)械能守恒定律應(yīng)用中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)械能守恒定律 重力勢(shì)能 變力做功

　　一、機(jī)械能守恒定律

　　機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中重要的物理規(guī)律之一，是高中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在高考中占有相當(dāng)大的比重。如果能夠熟練地運(yùn)用機(jī)械能守恒定律，就能夠輕而易舉地解決運(yùn)動(dòng)學(xué)中的很多問題。因此，對(duì)機(jī)械能守恒定律的正確理解和靈活運(yùn)用非常有必要。

　　二、機(jī)械能守恒的條件

　　機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是由一個(gè)或多個(gè)物體與地球所組成的系統(tǒng)，重力和彈力是系統(tǒng)的內(nèi)力。守恒的條件是系統(tǒng)內(nèi)只有重力或者是彈力做功，而其他一切力都不做功。

　　機(jī)械能守恒的條件可以從以下兩個(gè)方面理解：

　　第一，物體僅僅受重力作用的影響，如在各種拋體運(yùn)動(dòng)中不考慮空氣阻力的情況下，物體機(jī)械能守恒。

　　第二，只有重力或彈力做功，其他外力不做功或做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒。如：某物體沿著光滑的斜面下滑，受重力和斜面支持力作用，斜面支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒。

　　判定是否能守恒的方法：

　　(1)做功判定。分析系統(tǒng)的受力情況，如果系統(tǒng)當(dāng)中只有重力或者彈力做功，雖然還受其他力，但是不做功，機(jī)械能守恒。

　　(2)能量轉(zhuǎn)化。如果系統(tǒng)當(dāng)中有勢(shì)能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，但是沒有機(jī)械能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化，那么機(jī)械能守恒。

　　(3)對(duì)于像繩子瞬間的緊繃及物體間非彈性的碰撞等，除非題目有特別說明，其機(jī)械能不守恒。

　　三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

　　運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題一般需要按照以下五個(gè)步驟進(jìn)行。

　　(1)確定研究對(duì)象――物體或系統(tǒng)。當(dāng)只有重力做功時(shí)，可選取一個(gè)物體為研究對(duì)象;當(dāng)物體間存在彈力做功時(shí)，則要選取這幾個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象。

　　(2)判斷機(jī)械能是否守恒。根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力分析，弄清各個(gè)力的做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件。

　　(3)確定兩個(gè)狀態(tài)，選取參考平面。確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中的初、末狀態(tài)，選取恰當(dāng)?shù)膮⒖计矫妫�確定研究對(duì)象在初、末兩個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能或確定兩個(gè)狀態(tài)間動(dòng)能和勢(shì)能的變化量。

　　質(zhì)量m=1kg的物體，從光滑斜面的頂端A點(diǎn)以v=4m/s的初速度向下滑動(dòng)，在C點(diǎn)與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=1m，求彈簧的彈力對(duì)物體所做的功。

　　解析：本題為變力做功的問題。由于斜面光滑，因此機(jī)械能守恒，但彈簧的彈力是變力，彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加，且彈力做的功的數(shù)值與彈性勢(shì)能的增加量相等。取B點(diǎn)所在水平面為參考平面，則有：

　　從以上三個(gè)實(shí)例，我們可以看出機(jī)械能守恒定律只涉及運(yùn)動(dòng)的起始和終了狀態(tài)，而不涉及中間過程的細(xì)節(jié)，所以當(dāng)守恒條件得到滿足時(shí)，機(jī)械能守恒定律適用于求解變力做功、曲線運(yùn)動(dòng)等用純粹的力的觀念難以解決的問題，也適用于不涉及時(shí)間、加速度等過程量的某些問題，避開較復(fù)雜的力做功問題。機(jī)械能守恒定律為解決力學(xué)問題開辟了一條新的思路，也是解決力學(xué)問題的一條捷徑。

　　擴(kuò)展資料

　　機(jī)械能守恒的條件

　�。�1）對(duì)某一物體若只受重力作用，則物體與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

　　（2）對(duì)某一物體除受重力外還受其他力作用，但只有重力做功，其他力不做功，則物體與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

　�。�3）若某一物體受幾個(gè)力作用時(shí)，只有彈簧彈力做功，其他力不做功，此時(shí)物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

　�。�4）若某一物體受幾個(gè)力作用時(shí)，只有重力和彈簧彈力做功，其他力不做功，此時(shí)物體、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

　　機(jī)械能守恒定律表達(dá)式

　　過程表達(dá)式：

　　1.WG+WFn=Ek

　　2.E減=E增（Ek減=Ep增、Ep減=Ek增）

　　狀態(tài)表達(dá)式：

　　1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2（某時(shí)刻，某位置）

　　2.1/2mv1+mgh1=1/2mv2+mgh2

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