判断机械能守恒的方法

时间：2021-01-24 14:04:53 学习方法我要投稿

判断机械能守恒的方法

　　判断机械能守恒的方法，在学物理的时候，怎么判断机械能守恒?机械能守恒的判断方法就在下面：

　　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。

　　三、对内力做功的理解

　　内力都存在所选取系统之内，由力的相互性可知，必是成对出现的。如图4所示，光滑滑轮两端用轻绳挂着两个质量不相等的物体，在两物体运动过程中，机械能守恒，但内力做功了，内力对做负功，而对绳子的拉力对绳子做正功，同理与也是一个做正功一个做负功，且绝对值相同，所以内力做功为零。

　　所以运动过程中机械能守恒。那么内力做功一定为零吗?

　　图4

　　如图5所示，A木块以初速度V滑上静止在光滑水平面上的B木块，最后A、B以共同速度运动，此过程中选A、B、地面为系统，则AB间的摩擦力是内力，由于A相对于地面滑动的距离大于B相对于地面滑动的距离，所以AB间相互摩擦力做功不为零，系统机械能不守恒。

　　可见，一般情况下内力是摩擦力时内力做功不为零。遇到此类型题用系统能量转化来判断是否守恒更容易，本题中系统机械能有一部分转化为内能，所以机械能不守恒。

　　图5

　　机械能是否守恒的判断是教学难点，也是重点，运用其守恒为解决力学问题开辟了新的途径。避开了运用牛顿运动定律的复杂性，通过练习一定量的习题，使学生对系统机械能守恒有更深入的认识，能准确判断系统机械能是否守恒，从而正确解题。

　　应用以上方法判断系统机械能是否守恒时，思路清晰，容易判断。

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