机械能就是动能和势能的总和。动能与物体运动速度,物体质量有关;势能包括重力势能和弹性势能,重力势能与物体质量,高度有关,弹性形变与形变程度有关。
机械能与整个物体的什么有关
机械能和质量、速度、高度和劲度系数等都有关。机械能是动能与势能的总和,这里的势能分为重力势能和弹性势能。机械能是表示物体运动状态与高度的物理量。
我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。决定动能的是质量与速度;决定重力势能的是质量和高度;决定弹性势能的是劲度系数与形变量。机械能只是动能与势能的和。
物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一。重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量。发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。
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。
机械能守恒的本质是什么
从能量转化角度看,只要在某一物理过程中。系统的机械能总量始终保持不变,而且系统内或系统与外界之间没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为系统的机械能,那么系统的机械能就是守恒的,与系统内是否一定发生动能和势能的相互转化无关。
从功能关系看,机械能守恒的条件是“系统外力不做功,系统内非保守力不做功”。这一条件与系统内保守力(重力或弹簧的弹力)是否做功无关,因为重力或弹簧弹力是否做功只是决定系统内是否发生动能和势能的相互转化,做功与否都不会改变系统机械能总量。
教材中机械能守恒定律的表述为:在只有重力做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。这是机械能守恒定律的最常见情形(即在重力势能和动能的相互转化中,只有重力做功的情况。
实际上,在重力势能和弹性势能与动能的相互转化中,只有重力和弹簧的弹力做功时,物体的动能和系统的势能之和保持不变,系统的机械能守恒),也是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。
机械能守恒怎么判断
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。
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