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發(fā)布于:2022-04-01 12:58:48

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高一物理:下冊物理單元知識點機械能守恒定律的使用

機械能守恒定律的概念及守恒條件

機械能包括動能、重力勢能、彈性勢能。重力勢能是物體與地球共有的,機械能是運動物體、彈簧(或發(fā)生彈性形變的其它物體)和地球組成的系統(tǒng)共有的。

重力做功與路徑無關(guān),重力的功等于重力勢能的減少量。

對于涉及機械能的物理問題,應(yīng)首先選擇有相互作用的物體系統(tǒng)的運動過程為研究對象,然后分析在運動過程中系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力。

運用機械能守恒定律列式時,若按機械能總量相等列式,需要選取重力勢能、彈性勢能參考位置;若按減少量等于增量列式,不需要選取勢能的參考位置。

在研究的過程中,系統(tǒng)內(nèi)的相互作用力中,如果只有重力、彈簧彈力做功,是機械能守恒的條件。

因此,使用機械能守恒定律的前提條件是:若系統(tǒng)內(nèi)只有重力、彈力作用,或雖有非重力、非彈力作用,但這些力不做功,則系統(tǒng)的機械能守恒,否則機械能不守恒。

機械能不守恒應(yīng)選擇動能定理或功能關(guān)系

對于涉及機械能的物理過程,若系統(tǒng)內(nèi)物體間有非重力、非彈力做功,比如摩擦力、電場力、安培力等力做功,或系統(tǒng)外物體的力對系統(tǒng)內(nèi)物體做功,則系統(tǒng)的機械能不守恒。

對此問題,一般運用動能定理或功能關(guān)系分析求解。當大家通過認真審題發(fā)現(xiàn)該物理wuli.in題中系統(tǒng)內(nèi)是否有非重力、非彈力作用或他們是否做功,不能明確判定時也可運用動能定理分析求解。

多過程問題中,若不涉及中間狀態(tài)量的分析求解,可將整個運動過程視為整體運用動能定理。合力的功等于研究對象動能的增量;還需注意的一點是:克服某力做的功與某力的功等值反號。

結(jié)合牛頓動力學求解

對于涉及力與運動的問題,若機械能守恒,且不涉及時間、加速度、力,可直接運用機械能守恒定律分析求解,若涉及時間、加速度、力,筆者建議借助牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律等方程來求解。

對于系統(tǒng)的運動過程,可運用機械能守恒定律或動能定理;對于某個狀態(tài),可運用共點力平衡條件或牛頓第二定律。

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