第1个回答 2022-08-10
定义介绍
机械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy） 动力学中的基本定律,即任何物体系统如无外力做功或外力做功之和为零,系统内又只有保守力（见势能）做功时,则系统的机械能（动能与势能之和）保持不变.外力做功为零,表明没有从外界输入机械功；只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能,符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立.这个定律的简化说法为：质点（或质点系）在势场中运动时,其动能和势能的和保持不变；或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变.这一说法隐含可以忽略不计产生势力场的物体（如地球）的动能的变化.这只能在一些特殊的惯性参考系如地球参考系中才成立.如图所示,若不考虑一切阻力与能量损失,滚摆只受重力作用,在此理想情况下,重力势能与动能相互转化,而机械能不变,滚摆将不断上下运动.
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.
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.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.
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,物体的动能和动量大小分别为Ek=1/2mv∧2和p=mv .
（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.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.
6.如何区分机械能是否改变一.由“机械能=动能+势能”判断：若速度和高度不变,质量减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小；若质量和速度不变,高度减小,动能不变,重力势能减小,机械能减小.