Question

一道高二物理静电场题目

如图所示，一绝缘木板靠在光滑竖直墙面上，质量为m的板，长为L，木板右下方有一质量为2m电荷量为+q的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与滑块处在场强大小为E=4mg/q的匀强电场中，电场方向水平向左，若电动机通过一根绝缘细绳拉动滑块，使之匀加速向上移,当滑块与木板分离时，滑块的速度大小为v，此过程中电动机对滑块做的功为W0，（1）求滑块向上移动的加速度大小，（2）写出滑块开始运动到与木板分离的过程中，木板增加的机械能随时间变化的函数关系式

答案是

想问：：为什么第二问用机械能=动能+重力势能的方法算出来与所给答案不一样？？？多谢

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Answer 1

你问题中的等式，机械能=动能+重力势能，使用的是机械能守恒。
机械能守恒使用的前提是，除重力以外的力不做功。
在该问题中，摩擦力做功，因此不满足机械能守恒定律。因为有一部分能量被摩擦做功消耗掉了。
使用机械能守恒，一定要记住这个前提，这是一个很容易出错的地方，也是考试经常考察的地方。

追问

你的意思是说，机械能=动能+重力势能 只有在机械能守恒的时候才成立 是吗
那么机械能=动能+势能适用于所有情况 这句话对吗？ 望解答， 多谢

追答

所谓的机械能守恒，就是说，在整个过程中，机械能保持不变。机械能=动能+势能，所以说，动能+势能是一个恒定值。因此可以用过程前后的机械能不变来求得某一时刻动能或势能，也就可以知道速度啊高度啊什么的。
但是，能量的形式不止有动能和势能啊。如果说，有非重力的外力做功，比如说摩擦力，那么，这个机械能的总量就变化了。
有一个永远都守恒的量，那就是总能量。机械能只是总能量中的一部分。
功也是能量啊，但功不是机械能，那么做功的能量是从哪里来的？很显然是从机械能中转化出来的。所以此时，机械能就不守恒了。
说到这里，机械能守恒只是能量守恒的一个特殊情况。如果没有其他的能量转化，那么机械能就守恒。
因此，使用机械能守恒来解题的时候，就要注意机械能是不是真的没有变化，即有没有非重力做功。如果有，就不守恒。
通常情况下，这种时候可以考虑动量守恒。这个是任何时候都成立的。

Answer 2

摩擦产生内能，不属于机械能

Answer 3

机械能守恒的先决条件是只受重力做功，这里有f存在，你是不是忘把f带进去了应是初动+初势=末动+末势+摩擦力做功

Answer 4

因为还有摩擦力。。。也消耗了能量