机械能守恒定律:动能与势能转化,总机械能不变?

留学推荐2025-10-04 11:04:48佚名

那个图描绘了,一个质量为m的物体,从有倾斜面的地方最高点开始,不受摩擦力影响往下动,途中会路过A点和B点。

能够说明,当系统仅受弹力作用,动能与弹性势能发生转换时,总机械能依然恒定不变。这种情况类似于重力是唯一做功力的情形,两者都符合相应规律。

1.机械能守恒定律

机械能守恒定律_机械能守恒定律复习_只有重力做功的系统机械能守恒

在仅受重力或弹力作用的物体系统中,动能与势能能够相互转换,而系统整体的机械能总量维持恒定不变。这种现象被称为机械能守恒定律。

2.机械能守恒的几种常见情况

重力是唯一做功的力,所有不受空气阻力影响的抛体运动,其机械能都保持不变,弹力是唯一做功的力,轻质弹簧在光滑水平面上拉着物块来回运动,物块和弹簧构成的系统,其机械能也保持不变,如下图所示

只有重力做功的系统机械能守恒_机械能守恒定律复习_机械能守恒定律

在运动期间,球体仅受重力及系统内弹力作用,忽略空气阻力影响,球体与弹簧构成的系统机械能保持不变。然而,单独考虑球体或弹簧时,其机械能并不守恒。

机械能守恒定律复习_只有重力做功的系统机械能守恒_机械能守恒定律

在只有重力和系统内弹力作用的情况下,且所有摩擦力均被忽略,当A从B上自由滑落时,系统中只有重力和A与B之间的弹力在做功,因此A与B构成的系统其机械能保持不变。然而,针对B而言,A施加的弹力对其做正功,但这个力对B来说属于外力留学之路,导致B的机械能不守恒。同理,A的机械能也处于不守恒状态。具体情形如图所示。

存在外力作用,但外力做功的代数总和为零,可以忽略绳子的质量和摩擦力,当A、B以恒定速度运动时,仅重力和细绳施加的拉力FA、FB对系统做功,FA导致负功,FB导致正功,并且WA加上WB等于零机械能守恒定律复习,因此A、B构成的系统其机械能保持不变。然而A(或B)的机械能并不守恒,A的机械能出现减少,B的机械能则相应增加。

机械能守恒定律复习_机械能守恒定律_只有重力做功的系统机械能守恒

值得注意的是:判断机械能是否守恒应注意的问题

整体作用力消失是物体保持平衡的情形。物体承受的总作用力消失时,它必然维持等速直线行进或静止不动,然而它的机械能未必维持恒定。

只有重力做功的系统机械能守恒_机械能守恒定律_机械能守恒定律复习

共同作用产生的能量转换为零是物体运动状态保持的条件。当共同作用不对物体产生能量转换机械能守恒定律复习,它的运动状态将保持稳定,但它的总能量不一定维持恒定。

当且仅当重力作用于物体,物体的机械能才会保持不变;当且仅当重力或系统内部的弹力作用于系统,系统的机械能才会维持恒定,然而系统中的某个单独物体的机械能却未必恒定。

相关推荐

猜你喜欢

大家正在看

换一换