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2021年士兵专升本军校考试《物理》大纲:机械能守恒定律

时间:2018-02-02 15:35 来源:准维教育军队考试网 作者:准维教育 阅读:

2021年士兵专升本军校考试《物理》大纲:机械能守恒定律


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  机械能是动能与势能的总和,这里的势能分为重力势能和弹性势能。我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。决定动能的是质量与速度;决定重力势能的是质量和高度;决定弹性势能的是劲度系数与形变量。机械能只是动能与势能的和。机械能是表示物体运动状态与高度的物理量。物体的动能和势能之间是可以转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变,即机械能是守恒的。准维教育军队考试网

  决定动能大小的因素是物体的质量和速度。

  1、从能量转化角度

  从能量转化角度看,只要在某一物理过程中,系统的机械能总量始终保持不变,而且系统内或系统与外界之间没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为系统的机械能,那么系统的机械能就是守恒的,与系统内是否一定发生动能和势能的相互转化无关。如在光滑的水平面上做匀速直线运动的物体。其机械能守恒;如果系统内或系统与外界之间有其他形式的能与机械能的转化。即使系统机械能总量保持不变,其机械能也是不守恒的,如一炸弹在爆炸时,假设外力不做功,但系统内的化学能(非保守力)对系统做功了,虽然机械能总量保持不变,但系统内有其他形式的能(内能或电能)转化为系统的机械能,系统又克服外界做功将机械能转化成其他形式的能。

  2、从功能关系看

  从功能关系看,机械能守恒的条件是“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。张为臻博客

  机械能守恒定律

  在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。

  在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。

  其数学表达式可以有以下两种形式:

  过程式:

  1.WG+WFn=∆Ek

  2.E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)

  状态式:

  1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)

  2.1/2mv1^2+mgh1=1/2mv2^2+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]

  机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。【即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】,而且是系统内机械能守恒。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 WF外=△E机可知:更广义的机械能守恒条件应是系统外的力所做的功为零。

  当系统不受外力或所受外力做功之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。

  当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。

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