为什么说机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力为零? 举例说明一下。
请认真看完,细细琢磨!
重力做功伴随重力势能改变,弹簧弹力做功,伴随弹性势能改变。机械能包括:动能、重力势能及弹簧的弹性势能,只有重力或弹簧弹力做功时,以上三种能量相互转化,总量不变!
所以机械能守恒条件是:只有重力或弹簧弹力做功时,机械能守恒。
除重力和弹簧弹力做功外,其他力做功的代数和为0,则《系统》的机械能守恒。
除重力和弹簧弹力做功外,其他力做功的代数和等于系统机械能的增量。
弹簧竖直立在地面上,并与地面粘连,一个小球从高处释放,当小球接触到弹簧时,立即施加给小球一个力,这个力在运动过程中将时刻以弹簧弹力保持等大反向,那么可以认为小球只受重力,小球做自由落体运动,可以认为小球的重力势能转化为小球的动能,所以小球的机械能一定守恒。在小球做这样一种运动的过程中(达到弹性限度之前),小球的机械能一定守恒,但是
系统机械能不守恒,原因是有一个外力对小球和弹簧构成的系统做正功,导致系统机械能增加,而小球的机械能并没有改变,系统增加的机械能即弹簧具有的弹性势能。注意:弹性势能是弹簧具有的能量,而小球的机械能指其动能与重力势能之和,小球不具有弹性势能!
例:弹簧竖直立在地面上,并与地面粘连,一个小球从高处释放,当小球接触到弹簧到弹簧压缩最大,这个过程中,对小球而言,机械能不守恒,小球的机械能应该减小(到最低点,小球动能为零,重力势能最小,故小球机械能减少),小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能。但对小球和弹簧够成的系统,小球的动能、小球的重力势能及弹簧的弹性势能相互转化,系统机械能守恒!
机械能守恒有条件,而能量守恒定律是自然界最普遍的一条规律,永远守恒!
动量守恒和机械能守恒的条件
1、动量守恒定律的条件:在一个孤立系统中,如果没有外力作用,系统总动量守恒。
2、机械能守恒定律的条件:在一个孤立系统中,如果没有非弹性碰撞或者摩擦等非弹性损失,系统总机械能守恒。
什么时候机械能守恒
机械能守恒的条件是: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,相关信息如下:
1、机械能守恒是一个物理学中的基本原理,它是指在只有重力或弹力做功的物体系统中,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能的总能量保持不变。这个原理是通过牛顿第二定律和能量守恒定律推导出来的,是解决许多工程和物理问题的重要基础。
2、机械能守恒的条件是:只有重力或系统内弹力做功的物体系统内。这意味着,当一个物体在只受到重力和地面支持力的作用下,从空中自由下落时,它的动能和势能之间会发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
3、机械能守恒定律的应用非常广泛,它可以帮助人们更好地理解和解释各种物理现象。例如,当一个物体在没有任何阻力的情况下,从一个高度自由下落时,它的速度和高度之间会发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
4、机械能守恒是一个非常重要的原理,它可以帮助们更好地理解各种物理现象,解决许多工程和物理问题。在许多科学领域中都有着广泛的应用,如物理学、工程学、天文学、化学等。因此,我们应该认真学习和掌握这个原理,以便更好地应用它来解决实际问题。
重力的相关信息
1、重力是一种物理学中的基本概念,指地球对物体产生的引力。虽然我们通常将重力简化为一个向下作用的力,但实际上重力是一个全方位的力,存在于任何空间,它的方向指向地球的中心。
2、重力的大小是相对的,与物体的质量、所处距离地球表面的高度和地理位置等因素有关。一般来说,离地球表面越远,重力就越弱;物体的质量越大,重力也越大。在地球上,物体受到的重力大小约为9.8牛/千克,这意味着每千克的物体受到的重力为9.8牛。
3、重力的存在对地球上的生命具有重要意义。重力使地球成为一个适合生命生存的环境。由于地球重力的存在,水和空气被拉向地球的中心,形成了海洋和大气层。这些自然现象为生命的诞生和繁衍提供了必要的条件。
机械能守恒定律的原理和表达式都有什么
机械能守恒定律是指在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下),物体的动能和势能(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。
守恒原理
当物体在运动过程中,如果
A(外)=0,A(非内保)=0
那么有
△E机=E(末)-E(初)=0或E(k1)+E(p1)=E(k0)+E(p0)
这就是说,如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是质点系的机械能守恒定律。
物体的动能和势能统称为机械能。
E机=Ep+Ek
一个物体能做功就说这个物体具有能。
表达式
机械能守恒定律
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:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
2.1/2mv1^2+mgh1=1/2mv2^2+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]
3.E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)
守恒条件
机械能守恒条件
只有重力(或弹力)所做的功。即不考虑空气阻力及因其他摩擦产生热而损失能量,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型,而且是系统机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,
从功能关系式中的W除G外=△E机,可知:更广义的讲机械能守恒条件应是除了重力之外的力所做的功为零。
当系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
机械能守恒条件
守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型,而且是系统内机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,
从功能关系式中的 WF外=△E机?可知:更广义的机械能守恒条件应是系统内只有重力或弹力做功,且系统外的力所做的功为零。(注意系统内摩擦力也会做功。)
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。
机械能守恒定律?[2]?
几种机械能守恒(3张)
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:
过程式:
1.WG+WFn=?Ek
2.E减=E增?(Ek减=Ep增?、Ep减=Ek增)
状态式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]
专家你好,机械能手恒定律怎样用?能否给我用例题详细的讲解一下!!在下,谢谢专家了!
一、要理解机械能守恒定律的涵义的条件
1.、涵义:只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下),物体的动能和势能(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:机械能守恒条件是:只有重力(或弹力)所做的功。即不考虑空气阻力及因其他摩擦产生热而损失能量,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型,而且是系统机械能守恒。
从功能关系式中的 W除G外=△E机 可知:更广义的讲机械能守恒条件应是除了重力之外的力所做的功为零。
二、例机械能守恒定律
1、如图 5-3-21 所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止下滑,在物体下滑过程 中,下列说法正确的是( ) A.物体的重力势能减少,动能增加,机械能守恒 B.斜面的机械能不变 C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功 D.物体和斜面组成的系统机械能守恒
解析:物体下滑过程中,由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力,使斜面加速运动,斜面的动 能增加;物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂 直,且夹角大于 90°,所以物体克服相互作用力做功,物体的机械能减少, 但动能增加,重力势能减少, 故 A 项正确,B、C 项错误.对物体与斜面组成的系统内,只有动能和重力势能之间的转化,故系统 机械能守恒,D 项正确. 答案: D
2、.如图 5-3-19 所示为某同学设计的节能运输系统. 斜面轨道的倾角为 37°, 木箱与轨道之间的动摩擦因 数 ?=0.25.设计要求:木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量 m=2 kg 的货物装入木箱,木箱载着 货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动装货装置立刻将货物御下,然后木箱恰好被 弹回到轨道顶端,接着再重复上述过程.若 g 取 10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)离开弹簧后,木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小; (2)满足设计要求的木箱质量. 图 5-3-19 - - 解析: 设木箱质量为 ′ 对木箱的上滑过程,由牛顿第二定律有: 解析:(1)设木箱质量为 m′,对木箱的上滑过程,由牛顿第二定律有: m′gsin 37°+?m′gcos 37°=m′a ′ + ′ = ′ 代入数据解得: = 代入数据解得:a=8 m/s2. (2)设木箱沿轨道下滑的最大距离为 L,弹簧被压缩至最短时的弹性势能为 Ep,根据能量守恒定律:货 根据能量守恒定律: 设木箱沿轨道下滑的最大距离为 , 物和木箱下滑过程中有: ′ 物和木箱下滑过程中有:(m′+m)gsin 37°L=?(m′+m)gcos 37°L+Ep = ′ + 木箱上滑过程中有 Ep=m′gsin 37°L+?m′gcos 37°L ′ + ′ 联立代入数据解得: ′ 联立代入数据解得:m′=m=2 kg. = 答案: 答案:(1)8 m/s2 (2)2 kg 所示,松手后链
3、长为 L 的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的 1/4 垂在桌边,如图 条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大? 解析:链条下滑时,因桌面光滑,没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒,可用机械能守恒定律 求解。设整根链条质量为 m,则单位长度质量(质量线密度)为 m/L 设桌面重力势能为零,由机械能守恒定律得 ? L m L 1 L ? g ? = mv 2 ? mg 4 L 8 2 2 v= 解得 15 gL 16
机械能守恒定律的守恒条件
机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型,而且是系统内机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,
从功能关系式中的 W除G外=△E机 可知:更广义的讲机械能守恒条件应是除了重力之外的力所做的功为零。
当系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。 1、动能和动量的区别和联系
(1)联系:动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度V决定,物体的动能和动量的关系为或。
(2)区别:①动能是标量,动量是矢量。动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化。一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化。②跟速度的关系不同:Ek=1/2 mv2,p=mv。③变化的量度不同,动能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量。 2、用动能定理求变力做功
在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力F做功的值,此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。 3、用动能定理对全程考虑
在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1+W2+…+Wn=1/2 mv末^2-1/2 mv初^2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。 4、机械能守恒定律的推论
根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度,即WG外=E2-E1。 5、功与能关系的总结
做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度。功和能的关系有以下几种具体体现:
(1)动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系,即合外力做功的过程,是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程,合外力所做的功是物体动能变化的量度,即W总=Ek2-Ek1。
(2)重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,重力做的功量度了重力势能的变化,即WG=Ep1-Ep2。
(3)重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能转化的过程,重力以外的力做的功量度了机械能的变化,即WG外=E2-E1
(4)作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积,在数值上等于系统内能的增量。即“摩擦生热”:Q=F滑·s相对,所以,F滑·s相对量度了机械能转化为内能的多少。
可见,静摩擦力即使对物体做功,由于相对位移为零而没有内能产生。
好了,今天关于“机械能守恒定律的条件”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“机械能守恒定律的条件”有更全面的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。
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