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物理难点:功能关系与机械能守恒定律
2017.04.27 15:33

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原创/王尚

物理考试难点系统梳理:功能关系与机械能守恒定律

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功能关系理解

功能关系的定义:做功的过程是能转化的过程,功是能转化的量度。一个力做功,总是要引起能量的改变的,到底变为什么能了,这就是功能关系。

机械能守恒定律理解

机械能守恒定律的定义:在只有重力、弹力做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。

机械能守恒定律的前提条件是:仅有重力或弹力对物体做功。请注意,并不是不受其他的力,物体是可以受其它力的作用的,只要这些力不做功,或这些力做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力、弹力做功了”,这样机械能也守恒。

从功能关系看机械能守恒定律

从功能关系看,机械能守恒是一种特殊的功能关系,即条件是“系统外力不做功,系统内非保守力不做功”。

这一条件与系统内保守力(重力或弹簧的弹力)是否做功无关,因为重力或弹簧弹力是否做功只是决定系统内是否发生动能和势能的相互转化,做功与否都不会改变系统机械能总量。推荐同学们结合物理自诊断专题21的例8例9例10来进一步理解这部分内容。

如果系统内各物体所受的所有力(包括重力和弹力)都不做功,则各物体的动能和势能均保持不变,动能和势能也不发生相互转化,此时质点组(或系统)的机械能也是守恒的;这是机械能守恒的一种特例。

如在水平面上光滑的圆形轨道上做匀速圆周运动的物体,虽然轨道对物体提供水平方向始终指向圆心的向心力作用,但对物体始终不做功,其机械能总量保持不变,故系统的机械能也是守恒的。

不同力做功与能量改变对应关系

(1)合外力的变化导致物体动能的改变。

(2)重力和弹力所做功的代数和导致的是机械能的变化。

(3)除了重力和弹力之外,其他力做功的代数和,与机械能的该变量是对应的。

文/王尚,北京西城物理教师,微信teacherws;

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