高中物理教材中机械能守恒定律的表述为:
在只有重力或弹力做功的情形下,系统的动能和势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。
这是机械能守恒定律的最常见的一种情形,在重力、弹性势能与动能的相互转化的过程中中,只有重力做功,或只有弹力做功,或只有重力弹力做功。
比如,在水平面上光滑的圆形轨道上做匀速圆周运动的物体,轨道对物体提供水平方向始终指向圆心的向心力作用,不做功,其机械能总量一直保持不变,另外,因为动能不变,重力势能也不变,反过来也能说明机械能守恒。
机械能守恒定律一般来说总是在研究多个物体构成的系统,如果还存在其他力(除了重力弹力外)做功,不过这些力做功的代数和为零,那么机械能也是守恒的。
一个很典型的案例就是滑轮挂着两个物体,质量大下滑,质量小的被拉高。
在运动中绳子的拉力是显然做功的,不过对两个物体所做的功的代数和为零。
力的大小始终相等,位移大小也相等,对两个物体做的功,一个是正功,一个是负功。
学习和掌握机械能守恒定律的条件,应该要从能量转化和功能原理的角度来理解,这样更能体现机械能守恒条件的本质,更好的用其来解题。
推荐大家看看王尚老师在高中物理网的视频,用典型的十道题对机械能守恒定律的解题使用、技巧与常见陷阱进行了系统的讲解。
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