谁给我讲讲机械能守恒定律
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机械能守恒定律(
滚摆实验
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,若不考录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。
机械能守恒原理 当物体在运动过程中,如果
A(外)=0,A(非内保)=0
那么有
△E机=E(末)-E(初)=0 或 E(k1)+E(p1)=E(k0)+E(p0)
这就是说,如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是质点系的机械能守恒定律。
物体的动能和势能统称为机械能。
E机=Ep+Ek
一个物体能做功就说这个物体具有能。
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。
1。动能和动量的区别和联系
(1)联系:动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度V决定,物体的动能和动量大小分别为Ek=1/2mv∧2和p=mv 。
(2)区别:①动能是标量,动量是矢量。动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化。一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化。②跟速度的关系不同:Ek=1/2 mv2,p=mv。③变化的量度不同,动能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量。
2。用动能定理求变力做功:在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力F做功的值,此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。
3。在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1+W2+…+Wn=1/2 mv末^2-1/2 mv初^2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。
4。机械能守恒定律的推论
根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度,即WG外=E2-E1。
5。功与能关系的总结
做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度。功和能的关系有以下几种具体体现:
(1)动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系,即合外力做功的过程,是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程,合外力所做的功是物体动能变化的量度,即W总=Ek2-Ek1。
(2)重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,重力做的功量度了重力势能的变化,即WG=Ep1-Ep2。
(3)重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能转化的过程,重力以外的力做的功量度了机械能的变化,即WG外=E2-E1
(4)作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积,在数值上等于系统内能的增量。即“摩擦生热”:Q=F滑·s相对,所以,F滑·s相对量度了机械能转化为内能的多少。
可见,静摩擦力即使对物体做功,由于相对位移为零而没有内能产生。
6。如何区分机械能是否改变一. 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。故正确答案选B。
二. 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. 起重机竖直方向匀速吊起某一重物G,在这一过程中,物体的:( )
A. 动能增加,重力势能减小,机械能不变;
B. 动能不变,重力势能增加,机械能增加;
C. 动能减小,重力势能增加,机械能不变;
D. 动能减小,重力势能不变,机械能减小。
解析:本题主要考查影响动能和势能大小的因素,由于起重机吊物体是沿竖直方向匀速上升,质量和速度不变,动能不变;但由于起重机吊起物体,使物体逐渐升高,起重机克服了物体的重力做功,它的重力势能会越来越大,由于机械能等于不变的动能和增大的重力势能之和,故正确答案选B。
三. 在动能和势能的相互转化的过程中,如果题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语,说明不计摩擦,则机械能不变
例3. 一个小孩从公园光滑的滑梯的顶端滑到底端,对于机械能的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 重力势能减小,动能不变,机械能减小;
B. 重力势能减小,动能增加,机械能减小;
C. 重力势能减小,动能增加,机械能增加;
D. 重力势能减小,动能增加,机械能不变。
解析:小孩是从“光滑”的滑梯的顶端滑到底端,说明不计摩擦,则机械能不变,又因为物体由“顶端”到“底端”,它的重力势能减小了,所以动能就增大了。故可判断正确答案为D。
四. 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
例4. 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,故本题应选答案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
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。
其数学表达式可以有以下两种形式:
1.E机o=E机t(或mgho+1/2m(v o)^2=mght+1/2m(v t)^2)[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]
2.△Ek=-△Ep
滚摆实验
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,若不考录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。
机械能守恒原理 当物体在运动过程中,如果
A(外)=0,A(非内保)=0
那么有
△E机=E(末)-E(初)=0 或 E(k1)+E(p1)=E(k0)+E(p0)
这就是说,如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是质点系的机械能守恒定律。
物体的动能和势能统称为机械能。
E机=Ep+Ek
一个物体能做功就说这个物体具有能。
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。
1。动能和动量的区别和联系
(1)联系:动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度V决定,物体的动能和动量大小分别为Ek=1/2mv∧2和p=mv 。
(2)区别:①动能是标量,动量是矢量。动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化。一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化。②跟速度的关系不同:Ek=1/2 mv2,p=mv。③变化的量度不同,动能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量。
2。用动能定理求变力做功:在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力F做功的值,此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。
3。在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1+W2+…+Wn=1/2 mv末^2-1/2 mv初^2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。
4。机械能守恒定律的推论
根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度,即WG外=E2-E1。
5。功与能关系的总结
做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度。功和能的关系有以下几种具体体现:
(1)动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系,即合外力做功的过程,是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程,合外力所做的功是物体动能变化的量度,即W总=Ek2-Ek1。
(2)重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,重力做的功量度了重力势能的变化,即WG=Ep1-Ep2。
(3)重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能转化的过程,重力以外的力做的功量度了机械能的变化,即WG外=E2-E1
(4)作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积,在数值上等于系统内能的增量。即“摩擦生热”:Q=F滑·s相对,所以,F滑·s相对量度了机械能转化为内能的多少。
可见,静摩擦力即使对物体做功,由于相对位移为零而没有内能产生。
6。如何区分机械能是否改变一. 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。故正确答案选B。
二. 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. 起重机竖直方向匀速吊起某一重物G,在这一过程中,物体的:( )
A. 动能增加,重力势能减小,机械能不变;
B. 动能不变,重力势能增加,机械能增加;
C. 动能减小,重力势能增加,机械能不变;
D. 动能减小,重力势能不变,机械能减小。
解析:本题主要考查影响动能和势能大小的因素,由于起重机吊物体是沿竖直方向匀速上升,质量和速度不变,动能不变;但由于起重机吊起物体,使物体逐渐升高,起重机克服了物体的重力做功,它的重力势能会越来越大,由于机械能等于不变的动能和增大的重力势能之和,故正确答案选B。
三. 在动能和势能的相互转化的过程中,如果题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语,说明不计摩擦,则机械能不变
例3. 一个小孩从公园光滑的滑梯的顶端滑到底端,对于机械能的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 重力势能减小,动能不变,机械能减小;
B. 重力势能减小,动能增加,机械能减小;
C. 重力势能减小,动能增加,机械能增加;
D. 重力势能减小,动能增加,机械能不变。
解析:小孩是从“光滑”的滑梯的顶端滑到底端,说明不计摩擦,则机械能不变,又因为物体由“顶端”到“底端”,它的重力势能减小了,所以动能就增大了。故可判断正确答案为D。
四. 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
例4. 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,故本题应选答案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
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。
其数学表达式可以有以下两种形式:
1.E机o=E机t(或mgho+1/2m(v o)^2=mght+1/2m(v t)^2)[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]
2.△Ek=-△Ep
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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。这个规律叫做机械能守恒定律。
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,若不考录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
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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,若不考录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
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机械能=动能+重力势能
机械能守恒也就是动能和重力势能的相互转化。
例如自由落体的物体,不考虑大气摩擦。
重力势能减小动能增大,也就是重力势能转化为动能。
其二者和是不变的,也就是机械能不变,也就是机械能守恒。
专业点说法:机械能守恒就是除重力以外做的功为0!
不明白追问!!
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机械能=动能+重力势能
机械能守恒也就是动能和重力势能的相互转化。
例如自由落体的物体,不考虑大气摩擦。
重力势能减小动能增大,也就是重力势能转化为动能。
其二者和是不变的,也就是机械能不变,也就是机械能守恒。
专业点说法:机械能守恒就是除重力以外做的功为0!
不明白追问!!
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