机械能守恒定律目录
机械能守恒定律
一、机械能守恒定律的含义
机械能守恒定律是物理学中的一个基本定律,它指出在只有重力或弹力做功的情况下,物体的动能和势能可以相互转化,但它们的总和保持不变。也就是说,如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的机械能就是守恒的。
二、机械能守恒的条件
机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。这意味着除了重力或弹力之外,其他力(如摩擦力、电磁力等)对系统做的功为零。在这种情况下,物体的动能和势能可以相互转化,但它们的总和保持不变。
三、机械能守恒的表达式
假设一个物体的初始动能是 EK1,初始势能是 EP1,经过一段时间后,它的动能变为 EK2,势能变为 EP2,那么根据机械能守恒定律,我们可以得到以下等式:
EK1 + EP1 = EK2 + EP2
或者简化为:
ΔEK + ΔEP = 0
其中 ΔEK动能的变化量,ΔEP势能的变化量。
四、机械能守恒定律的应用
机械功:W (J) W=Fs (F:力; s:在力的方向上移动的距离 )
有用功:W有 =G物h
总功:W总 W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时
机械效率: η=W有/W总 ×100%
功率:P (w) P= w/t (W:功; t:时间)
另外
功: W=F*S,
W=F*S*cosa,当力和位移有一个夹角a时。
功率: P=W/t。
(平均功率)
瞬时功率: P=FV。
将W=FS,S=V/t,代入P=W/t。
可得:P=FV。
(瞬时功率)
动能: Ek=mV2/2。
动能定理: △Ek=F合*S。
重力势能: Ep=mgh。
机械能守恒定律: Ek1+Ep1= Ek2+Ep2。
我举两个例子帮助你理解:
第一个例子是对单个物体的分析:
你有个木块:你推他一段距离,显然是你推他的力对他做功,然后转化为他的动能。
所以机械能守恒,你的力做的功=物块得到的动能(假设水平,理想状态,初速为0),所以守恒。
第二个例子:
你有一个木块,然后木块在木板上,摩擦系数为u。
咱们把这个木板和木块看成一个系统。
这时候当你推这个木板的时候,也可以理解为你对这个系统做功。
但是这个系统的总能量不是你给木板的力乘以距离,因为在这个系统的内部,木块与木板之间存在滑动摩擦力,摩擦力也参与了做功,它消耗了你对这个系统的做功。
所以这个系统的动能不等于你给他做的功。
(因此机械能不守恒)
至于重力那个部分,其实并不是重点。
比较典型的就是系统内部存在摩擦力做功,只要存在,一般都不守恒。
机械能守恒定律内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体系统的动能和势能发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
机械能守恒的条件
(1)对某一物体若只受重力作用,则物体与地球组成的系统机械能守恒。
(2)对某一物体除受重力外还受其他力作用,但只有重力做功,其他力不做功,则物体与地球组成的系统机械能守恒。
(3)若某一物体受几个力作用时,只有弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒。
(4)若某一物体受几个力作用时,只有重力和弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。
机械能守恒定律表达式
过程表达式:
1.WG+WFn=Ek
2.E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)
状态表达式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv1+mgh1=1/2mv2+mgh2
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机械能守恒定律
一、机械能守恒定律的含义
机械能守恒定律是物理学中的一个基本定律,它指出在只有重力或弹力做功的情况下,物体的动能和势能可以相互转化,但它们的总和保持不变。也就是说,如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的机械能就是守恒的。
二、机械能守恒的条件
机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。这意味着除了重力或弹力之外,其他力(如摩擦力、电磁力等)对系统做的功为零。在这种情况下,物体的动能和势能可以相互转化,但它们的总和保持不变。
三、机械能守恒的表达式
假设一个物体的初始动能是 EK1,初始势能是 EP1,经过一段时间后,它的动能变为 EK2,势能变为 EP2,那么根据机械能守恒定律,我们可以得到以下等式:
EK1 + EP1 = EK2 + EP2
或者简化为:
ΔEK + ΔEP = 0
其中 ΔEK动能的变化量,ΔEP势能的变化量。
四、机械能守恒定律的应用
机械功:W (J) W=Fs (F:力; s:在力的方向上移动的距离 )
有用功:W有 =G物h
总功:W总 W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时
机械效率: η=W有/W总 ×100%
功率:P (w) P= w/t (W:功; t:时间)
另外
功: W=F*S,
W=F*S*cosa,当力和位移有一个夹角a时。
功率: P=W/t。
(平均功率)
瞬时功率: P=FV。
将W=FS,S=V/t,代入P=W/t。
可得:P=FV。
(瞬时功率)
动能: Ek=mV2/2。
动能定理: △Ek=F合*S。
重力势能: Ep=mgh。
机械能守恒定律: Ek1+Ep1= Ek2+Ep2。
我举两个例子帮助你理解:
第一个例子是对单个物体的分析:
你有个木块:你推他一段距离,显然是你推他的力对他做功,然后转化为他的动能。
所以机械能守恒,你的力做的功=物块得到的动能(假设水平,理想状态,初速为0),所以守恒。
第二个例子:
你有一个木块,然后木块在木板上,摩擦系数为u。
咱们把这个木板和木块看成一个系统。
这时候当你推这个木板的时候,也可以理解为你对这个系统做功。
但是这个系统的总能量不是你给木板的力乘以距离,因为在这个系统的内部,木块与木板之间存在滑动摩擦力,摩擦力也参与了做功,它消耗了你对这个系统的做功。
所以这个系统的动能不等于你给他做的功。
(因此机械能不守恒)
至于重力那个部分,其实并不是重点。
比较典型的就是系统内部存在摩擦力做功,只要存在,一般都不守恒。
机械能守恒定律内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体系统的动能和势能发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
机械能守恒的条件
(1)对某一物体若只受重力作用,则物体与地球组成的系统机械能守恒。
(2)对某一物体除受重力外还受其他力作用,但只有重力做功,其他力不做功,则物体与地球组成的系统机械能守恒。
(3)若某一物体受几个力作用时,只有弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒。
(4)若某一物体受几个力作用时,只有重力和弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。
机械能守恒定律表达式
过程表达式:
1.WG+WFn=Ek
2.E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)
状态表达式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv1+mgh1=1/2mv2+mgh2