哪种情况下机械能不守恒?
百度百科的解释还是蛮好的,和一般教科书上的定义是一样的: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。但是在一般教学辅导书上,把这样一个很经典的定义肤浅化了。他的演变过程是这样的:根据定义可知:只有重力或弹力做功,无其他力做功,则机械能守恒。然后再推而广之:除重力和弹力以外的力做功代数和为零,则机械能守恒。我们看一个例子:一个质量为m的小木块,在外力F的作用下,在粗糙水平面上做匀速直线运动,则:(1)水平面上运动,重力势能不变。(2)匀速运动,动能不变。所以,小木块机械能等于重力势能加上动能(该例子中无弹性势能),所以机械能不变。解释:除重力外,外力F和摩擦力做功代数和为零,故机械能守恒。接下来,我要发表比较【民科】的观点了:这个例子中小木块的机械能并不守恒,因为按照最原始的定义: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。有几点不满足:(1)不满足“只有重力或弹力做功”,因为外力和摩擦力也做功了,虽然其做功代数和为零。(2)不满足“动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化”,因为外力做功给予小木块能量,而摩擦力做功产生热量,耗散小木块能量,这里不仅仅只有动能和势能的“相互转化”。然后,小伙伴就要说了,我们老师就是这么讲的,考试也是这么做题的。但是,我还是想要吹毛求疵地发表一个观点:上面的例子叫做机械能不变,而不能称之为机械能守恒。那么如何区别“守恒”与“不变”呢?在真正理解“机械能守恒”这个定义的过程中,有个关键字极为重要,大家再读一遍定义,找找哪个才是关键字?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。关键字就是:系统内。为了形象表达“守恒与不变”的差别,我举一个例子说明,以钱的“守恒与不变”进行说明:例子1:你家是个五口之间,爷爷、奶奶、爸爸、妈妈和你。今天你爸爸给你5块钱,你妈妈也给你5块钱,然后你给爷爷3块钱,这样你家的钱的总数是守恒的。例子2:但是,如果你今天花了100块钱,而你爸爸赚了100块钱,这就不叫做守恒了,只能说你家的钱的总数是不变的。看到了吗?在例子1中,钱在你家系统内流转叫做守恒,钱还是原来的钱;而例子2中钱流到了你家之外,又从你家之外流入,钱已经不是原来的钱了,对你家这个系统来说就不是守恒了。当然从更大的范围来看,而不仅仅局限在你家的话,钱依然是守恒的,但是在你家这个系统内就不能称之为守恒,只能说是不变。
机械能守恒理解误区
机械能守恒理解七大误区:1、物体系的加速度等于g,则物体的机械能守恒。物体的加速度大于或小于g,则物体的机械能不守恒。2、系统所受到的合外力为零,则系统机械能守恒。3、系统所受到的合外力不为零,但不做功或做功为零,则系统机械能守恒。4、系统的动能和势能没有发生变化,则系统机械能守恒。5、系统在运动的过程中,系统机械能的总量保持不变,则系统机械能守恒。6、系统只在弹力做功的情况下,则系统机械能守恒。7、如果系统内除1力和弹力做功外,还有其他力对物体做功,但这些功的代数和为零,则物体的机械能不守恒。
系统机械能守恒的条件
机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。机械能:重力势能、弹性势能和动能统称为机械能。只有在重力(或弹簧弹力)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。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。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)。有两种情况:1、如果将产生弹力的的东西(比如说弹簧,下同)算作系统内的,那么机械能守恒。2、如果将弹簧算作系统外的,那么机械能不守恒。此时弹簧的弹力对物体做功,使物体(系统)的动能和重力势能有所改变。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。
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。
机械能守恒定律的内容
机械能守恒定律的内容如下:在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体系统的动能和势能发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。机械能守恒的条件:(1)对某一物体若只受重力作用,则物体与地球组成的系统机械能守恒。(2)对某一物体除受重力外还受其他力作用,但只有重力做功,其他力不做功,则物体与地球组成的系统机械能守恒。(3)若某一物体受几个力作用时,只有弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒。(4)若某一物体受几个力作用时,只有重力和弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。机械能守恒定律表达式:过程表达式:1.WG+WFn=∆Ek。2.E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)。状态表达式:1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)。2.1/2mv1²+mgh1=1/2mv2²+mgh2。由“机械能=动能+势能”判断:若速度和高度不变,质量减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小;若质量和速度不变,高度减小,动能不变,重力势能减小,机械能减小。例1. 直升飞机在空中匀速下降的过程中,以下说法正确的是:( )A. 直升飞机的动能不变,机械能也不变。B. 直升飞机的重力势能减小,机械能也减小。C. 直升飞机的动能转化为重力势能。D. 直升飞机的重力势能转化为动能。解析:这道题涉及到决定动能、势能的因素和机械能是动能和势能的总和以及能量转化的知识。因为同一架飞机来说质量不变,匀速运动的飞机速度没有变,所以动能没有变,随着飞机的下降,高度减小,重力势能减小,由于“机械能=动能+势能”,则机械能减小。故正确答案为B。
什么是机械能守恒定律?
三大守恒定律:能量守恒定律(包括机械能守恒定律)、动量守恒定律和角动量守恒定律。
机械能守恒
动能和势能的总量守恒
而能量守恒包括了所有的能量
包括热能等
所以能量守恒的范围比机械能守恒的范围更加大
机械能是能量的一种形式的表现,机械能守恒也就是能量守恒的一种表现形式.能量守恒的使用范围比机械能守恒的使用范围大,但有时解决具体问题是使用具体的机械能可能表达比较简单.
如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
做一个类比可能比较好:
动量守恒应该还是挺清楚的吧?
那么对于一个系统如果没有合外力的话
就动量守恒了。那么对于一个系统如果没有合力矩的话
就角动量守恒了。角动量守恒就是在转动中的"动量守恒",对于星云收缩的话,个人认为是不能单靠角动量守恒来解释的。(不过对于星云来说,万有引力对于他们的力矩是零,所以角动量守恒。)
有用