高中物理知识点之:机械能守恒定律

来源:物理 发布时间:2018-11-16 点击:

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  机械能守恒定律是高中物理的一大难点,高中物理对机械能问题的考察,通常是机械能守恒与不守恒两种情况。下面具体了解一下机械能守恒定律,希望对同学们的学习有帮助。

  一、概念

  在只有重力或系统内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,但机械能的总量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。

  守恒条件:系统内只有重力、弹力作用,或虽有非重力、非弹力作用,但这些力不做功,则系统的机械能守恒,否则机械能不守恒。

  二、表达式

  在只有重力或系统内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:

  2.△Ek=-△Ep

  三、机械能不守恒应选择动能定理或功能关系

  对于涉及机械能的物理过程,若系统内物体间有非重力、非弹力做功,比如摩擦力、电场力、安培力等力做功,或系统外物体的力对系统内物体做功,则系统的机械能不守恒。

  对此问题,一般运用动能定理或功能关系分析求解。当大家通过认真审题发现该物理题中系统内是否有非重力、非弹力作用或他们是否做功,不能明确判定时也可运用动能定理分析求解。

  多过程问题中,若不涉及中间状态量的分析求解,可将整个运动过程视为整体运用动能定理。合力的功等于研究对象动能的增量;还需注意的一点是:克服某力做的功与某力的功等值反号。

  四、结合牛顿动力学求解

  对于涉及力与运动的问题,若机械能守恒,且不涉及时间、加速度、力,可直接运用机械能守恒定律分析求解,若涉及时间、加速度、力,笔者建议借助牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等方程来求解。

  对于系统的运动过程,可运用机械能守恒定律或动能定理;对于某个状态,可运用共点力平衡条件或牛顿第二定律。

  五、机械能守恒定律的应用

  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。

  以上是小编总结的高中物理知识点之:机械能守恒定律,希望对同学们的学习有帮助,更多请关注物理频道。

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