Question

如何判断机械能是否守恒

Answer 1

判断机械能是否守恒的方法(E=EK+EP)

1、从做功角度来判断：

①只受重力或弹簧弹力（如各种抛体—不计空气阻力）

②受其他力，但其他力不做功！或者其他力做功的代数和为零。

2、从能量转化角度来判断：

系统内只有动能和势能的相互转化而无机械能与其它形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。

3、爆炸、绳子突然绷紧，非弹性碰撞等问题，除非特别说明，机械能必定不守恒。

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。

一、系统机械能守恒条件



如果系统所受的外力满足其中一条，则系统机械能有可能守恒，判断机械能是否守恒不光分析系统所受外力情况，还要看所受内力情况。如果系统所受外力满足以上条件之一，而系统所受内力又满足以下其中一条，则系统机械能就守恒。　



用系统所受内力、外力的做功情况来判断系统的机械能守恒时，外力和内力要同时满足以上条件，机械能才守恒。

二、应用举例

例1 如图1所示，在光滑水平地面上匀速运动的物体其机械能是否守恒？



图1



解析：在此题中说物体的机械能是一种习惯说法，其实应该是物体和地球组成的系统的机械能。选物体和地球为研究系统，对其进行受力分析：

外力：不受外力作用；

内力：重力，支持力；

支持力不做功，由机械能守恒条件可判断系统机械能守恒。

例2 如图2所示，在粗糙水平地面一物体在水平F作用下做匀速直线运动的物体其机械能是否守恒？



解析：选物体和地球为研究系统，对其起进行受力分析：

外力：受摩擦力、拉力F作用；

内力：重力、支持力；

由机械能守恒条件可判断系统机械能不守恒。

例3 如图3所示，物体在斜面上受到平行斜面向下的拉力作用，沿斜面向下运动。已知拉力的大小恰好等于物体所受的摩擦力，则物体在运动过程中机械能是否守恒？


解析：如果选斜面、物体、地面三者来组成研究系统则：

内力：摩擦力、支持力N、重力G；

外力：沿斜面向下的拉力F；

由机械能守恒条件可判断系统机械能不守恒。如果选物体、地面来组成系统则：

内力：重力G、支持力N；

外力：拉力F、摩擦力（它俩做功大之和为零）；

由机械能守恒条件可判断系统机械能守恒。可见系统机械能守恒与否与所选那些物体为研究系统有关。