Question

高一物理 机械能守恒定律

判断机械能是否守恒的方法中，有一条“对多个物体组成的系统,除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功 ”，怎么理解？能否举个例子？

Answer 1

　　机械能守恒定律是指在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
　　机械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy）　动力学中的基本定律，即任何物体系统如无外力做功或外力做功之和为零，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。
　　机械能守恒条件是：
　　只有重力（或弹力）所做的功。【即不考虑空气阻力及因其他摩擦产生热而损失能量,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】,而且是系统机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的，但是可以用能量守恒，比如说把丢失的能量给补回来，
　　从功能关系式中的 W除G外=△E机 可知：更广义的讲机械能守恒条件应是除了重力之外的力所做的功为零。
　　当系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
　　如何区分机械能是否改变
　　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。
　　我举两个例子帮助你理解：
第一个例子是对单个物体的分析：
你有个木块：你推他一段距离，显然是你推他的力对他做功，然后转化为他的动能。所以机械能守恒，你的力做的功=物块得到的动能（假设水平，理想状态，初速为0），所以守恒。
第二个例子：
你有一个木块，然后木块在木板上，摩擦系数为u。咱们把这个木板和木块看成一个系统。这时候当你推这个木板的时候，也可以理解为你对这个系统做功。但是这个系统的总能量不是你给木板的力乘以距离，因为在这个系统的内部，木块与木板之间存在滑动摩擦力，摩擦力也参与了做功，它消耗了你对这个系统的做功。所以这个系统的动能不等于你给他做的功。（因此机械能不守恒）
至于重力那个部分，其实并不是重点。比较典型的就是系统内部存在摩擦力做功，只要存在，一般都不守恒。

Answer 2

我举两个例子帮助你理解：
第一个例子是对单个物体的分析：
你有个木块：你推他一段距离，显然是你推他的力对他做功，然后转化为他的动能。所以机械能守恒，你的力做的功=物块得到的动能（假设水平，理想状态，初速为0），所以守恒。
第二个例子：
你有一个木块，然后木块在木板上，摩擦系数为u。咱们把这个木板和木块看成一个系统。这时候当你推这个木板的时候，也可以理解为你对这个系统做功。但是这个系统的总能量不是你给木板的力乘以距离，因为在这个系统的内部，木块与木板之间存在滑动摩擦力，摩擦力也参与了做功，它消耗了你对这个系统的做功。所以这个系统的动能不等于你给他做的功。（因此机械能不守恒）

至于重力那个部分，其实并不是重点。比较典型的就是系统内部存在摩擦力做功，只要存在，一般都不守恒。

Answer 3

比方说粗糙斜面问题还有传送带问题
摩擦力做功浪费热量
机械能不守恒