如圖所示,質量為m的物體從光滑曲面頂端靜止下滑,經過A、B兩個位置。
可以證明,在隻有彈力做功的系統内,動能和彈性勢能互相轉化時總的機械能也保持不變。與隻有重力做功的系統一樣,均滿足關系:
1.機械能守恒定律
在隻有重力或彈力做功的物體系統内,動能與勢能可以互相轉化,而總的機械能保持不變。這叫作機械能守恒定律。
2.機械能守恒的幾種常見情況
(1)隻有重力做功 所有做抛體運動的物體(不計空氣阻力)機械能守恒 隻有彈力做功 輕質彈簧拉着物塊在光滑水平面上做往複運動,物塊和彈簧組成的系統機械能守恒.如圖
(3).隻有重力和系統内彈力做功 不計空氣阻力,球在運動過程中,隻有重力和彈簧與球間的彈力做功,球與彈簧組成的系統機械能守恒。但對球(或者彈簧)來說,機械能不守恒
(4).隻有重力和系統内彈力做功 所有摩擦不計,A自B上自由下滑過程中,隻有重力和A、B間彈力做功,A、B組成的系統機械能守恒。但對B來說,A對B的彈力做正功,而這個力對B來說是外力,B的機械能不守恒,同理A的機械能也不守恒。如圖:
(5).有其他力做功,但做功代數和為0 忽略繩的質量與摩擦,在A、B勻速運動過程中,隻有重力和細繩的拉力FA和FB做功,FA做負功,FB做正功,且WA+WB=0,故A、B系統機械能守恒。但A(或B)的機械能不守恒,A的機械能減小,B的機械能增加
值得注意的是:判斷機械能是否守恒應注意的問題
(1)合力為零是物體處于平衡狀态的條件。物體受到的合力為零時,它一定處于勻速直線運動狀态或靜止狀态,但它的機械能不一定守恒。
(2)合力做功為零是物體動能不變的條件。合力對物體不做功,它的動能一定不變,但它的機械能不一定守恒。
(3)隻有重力對物體做功時,物體的機械能一定守恒;隻有重力或系統内彈力做功時,系統的機械能一定守恒,但系統内單個物體的機械能不一定守恒。
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