怎么判断机械能守恒判断机械能守恒的方法

【怎么判断机械能守恒】判断机械能守恒的方法

在只有重力(弹簧弹力)做功时,物体的动能和重力势能(弹性势能)发生相互转化,但其总和保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。判断机械能守恒的方法一般有两种:
  (1)根据机械能守恒的条件判断。分析物体或系统所受的力,判断重力以外的力(不管是内力还是外力)是否对物体做功,如果重力以外的力对物体或系统做了功,则物体或系统的机械能不守恒,否则机械能守恒。
  (2)机械能量的转化判断。对于一个物体或系统,分析是否只存在动能和重力势能(弹性势能)的相互转化。如果只存在动能和重力势能(弹性势能)的相互转化,而不存在机械能和其他形式的能量的转化,机械能守恒,否则机械能不守恒。
  同学们在学习机械能守恒的过程中,由于对守恒条件的理解不够深刻,经常出现一些错误的认识,下面就两种常见错误认识进行分析。
  错误认识一:物体所受的合外力不为零时,物体的机械能一定不守恒。
  分析:这种说法不对。机械能守恒的条件是重力(弹簧弹力)以外的力不做功,而不是合外力为零。例如小球在自由落体过程中,仅受重力作用,合外力不为零,但运动过程中只有重力做功,符合机械能守恒定律的条件。
  错误认识二:只要机械能的总量不变,也就是机械能守恒。
  分析:这种说法也是不正确的。机械能守恒的条件是只存在动能和重力势能(弹性势能)的相互转化,而不存在机械能和其他形式的能量的转化,例如用手拉一物体恰好克服斜面摩擦力沿斜面加速下滑,动能增加,重力势能减少,机械能总量保持不变。可是由于在运动过程中:从功的角度分析,除重力外还有人的拉力及摩擦力对物体的做功,不符合机械能守恒的条件,或从能量转化的角度分析,除了机械能外还有人的化学能及因摩擦而产生的内能参与转化,故此过程不符合机械能守恒的条件。
    例:下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是(    )
    A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
  B. 做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒
  C. 合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
  D. 只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒
  解析:对A、C选项,做匀速直线运动的物体(合外力做功为零),除了重力做功外,可能还有其他力做功,如降落伞在空中匀速下降时,除了重力做功外,空气阻力也对降落伞做功,所以机械能不守恒,故A、C选项是错误的。
  B选项中做匀变速直线运动的物体可能只受重力且只有重力做功,如自由落体运动,物体机械能守恒。故B选项是正确的。
  D选项符合机械能守恒的条件,所以本题的正确答案应为BD.
  综上所述,我们在具体判断机械能是否守恒时,一般从以下两方面考虑:
  一、从做功的角度考虑
  ①对于一个物体,若只有重力做功,而其他力不做功,则该物体的机械能守恒。
  ②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统),如果系统只有重力做功或弹力做功,则系统的机械能守恒。
  二、从能量转化的角度考虑
  物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统与外界没有机械能的转移,系统内部没有机械能与其他形式能的转化,则系统的机械能守恒。

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如何判断机械能是否守恒 机械能守恒的条件
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