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机械能守恒定律怎么用

2023-10-27 15:52 493浏览

机械能守恒使用的前提:只有重力、弹力做功。所研究系统内各物体间发生动能、重力势能、弹性势能的相互转移或转化(能量相互转化),不向其他能量转化,那么系统的机械能就守恒。

机械能守恒定律是什么意思

机械能守恒定律是指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。

机械能守恒定律例题分析

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。

外力对物体做功,也由“机械能=动能+势能”来判断:若质量和速度不变,高度增加,动能不变,重力势能增大,机械能增大。

例2、在动能和势能的相互转化的过程中,若考虑摩擦,则机械能减小滚摆运动过程中,每次上升的高度逐渐降低,对此以下说法错误的是:()

A、滚摆运动到最高处时,动能为零;

B、滚摆下落过程中重力势能转变成动能;

C、滚摆运动过程中克服阻力做功,机械能不断的减小;

D、滚摆运动过程中重力势能不变。

解析:滚摆运动过程中,在最高点时,速度等于零,此时,滚摆的重力势能最大,动能最小;滚摆在上升的过程中,动能转化为重力势能;在下降过程中,由于滚摆要不断的克服摩擦阻力做功,所以滚摆的机械能减小,因此,A、B、C都是正确的,故本题答案为D。

可见,对于判断机械能是否变化这一类问题,要紧扣题中的关键字、词,分析哪些是变量,哪些是不变量,再利用规律和技巧解题。在解题过程中要认真思考总结,方能达到举一反三、触类旁通的效果。

机械能守恒定律公式有哪些

过程式:

1、WG+WFn=Ek;

2、E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)。

状态式:

1、Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置);

2、1/2mv1^2+mgh1=1/2mv2^2+mgh2(这种形式必须先确定重力势能的参考平面)。

机械能守恒定律是动力学中的基本定律,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。

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,其动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。如图所示,若不考虑一切阻力与能量损失,滚摆只受重力作用,在此理想情况下,重力势能与动能相互转化,而机械能不变,滚摆将不断上下运动。