淺談機械能守恆定律
本文是由上傳的：機械能守恆定律的理解與應用。
機械能守恆定律是解答物理問題的重要規律，運用機械能守恆定律解題只涉及物體的始末兩個狀態而不涉及物理過程，簡化了力學問題的求解。本文介紹了機械能守恆定律及其表達形式和守恆條件，並透過例項分析探討了機械能守恆定律應用中的重點、難點問題。
機械能守恆定律是力學中重要的物理規律之一，是高中物理的重點和難點，在高考中佔有相當大的比重。如果能夠熟練地運用機械能守恆定律，就能夠輕而易舉地解決運動學中的很多問題。因此，對機械能守恆定律的正確理解和靈活運用非常有必要。
一、機械能守恆定律
二、機械能守恆的條件
機械能守恆定律的'研究物件是由一個或多個物體與地球所組成的系統，重力和彈力是系統的內力。守恆的條件是系統內只有重力或者是彈力做功，而其他一切力都不做功。
機械能守恆的條件可以從以下兩個方面理解：第一，物體僅僅受重力作用的影響，如在各種拋體運動中不考慮空氣阻力的情況下，物體機械能守恆。第二，只有重力或彈力做功，其他外力不做功或做功的代數和為零，機械能守恆。如：某物體沿著光滑的斜面下滑，受重力和斜面支援力作用，斜面支援力不做功，物體的機械能守恆。
判定是否能守恆的方法：（1）做功判定。分析系統的受力情況，如果系統當中只有重力或者彈力做功，雖然還受其他力，但是不做功，機械能守恆。（2）能量轉化。如果系統當中有勢能和動能之間的相互轉化，但是沒有機械能和其他形式能之間的轉化，那麼機械能守恆。（3）對於像繩子瞬間的緊繃及物體間非彈性的碰撞等，除非題目有特別說明，其機械能不守恆。
三、機械能守恆定律的應用
運用機械能守恆定律解題一般需要按照以下五個步驟進行。
（1）確定研究物件――物體或系統。當只有重力做功時，可選取一個物體為研究物件；當物體間存在彈力做功時，則要選取這幾個物體構成的系統為研究物件。
（2）判斷機械能是否守恆。根據研究物件所經歷的物理過程，進行受力分析，弄清各個力的做功情況，判斷是否符合機械能守恆的條件。
（3）確定兩個狀態，選取參考平面。確定研究物件在運動過程中的初、末狀態，選取恰當的參考平面，確定研究物件在初、末兩個狀態的機械能或確定兩個狀態間動能和勢能的變化量。
例3.如圖4所示，質量m=1kg的物體，從光滑斜面的頂端A點以v=4m/s的初速度向下滑動，在C點與彈簧接觸並將彈簧壓縮到B點時的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=1m，求彈簧的彈力對物體所做的功。
解析：本題為變力做功的問題。由於斜面光滑，因此機械能守恆，但彈簧的彈力是變力，彈力對物體做負功，彈簧的彈性勢能增加，且彈力做的功的數值與彈性勢能的增加量相等。取B點所在水平面為參考平面，則有：
從以上三個例項，我們可以看出機械能守恆定律只涉及運動的起始和終了狀態，而不涉及中間過程的細節，所以當守恆條件得到滿足時，機械能守恆定律適用於求解變力做功、曲線運動等用純粹的力的觀念難以解決的問題，也適用於不涉及時間、加速度等過程量的某些問題，避開較複雜的力做功問題。機械能守恆定律為解決力學問題開闢了一條新的思路，也是解決力學問題的一條捷徑。
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