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判斷機(jī)械能守恒的方法
判斷機(jī)械能守恒的方法，在學(xué)物理的時(shí)候，怎么判斷機(jī)械能守恒?機(jī)械能守恒的判斷方法就在下面：
一、系統(tǒng)機(jī)械能守恒條件
如果系統(tǒng)所受的外力滿足其中一條，則系統(tǒng)機(jī)械能有可能守恒，判斷機(jī)械能是否守恒不光分析系統(tǒng)所受外力情況，還要看所受內(nèi)力情況。如果系統(tǒng)所受外力滿足以上條件之一，而系統(tǒng)所受內(nèi)力又滿足以下其中一條，則系統(tǒng)機(jī)械能就守恒。
用系統(tǒng)所受內(nèi)力、外力的做功情況來(lái)判斷系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時(shí)，外力和內(nèi)力要同時(shí)滿足以上條件，機(jī)械能才守恒。
二、應(yīng)用舉例
例1 如圖1所示，在光滑水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)的物體其機(jī)械能是否守恒?
圖1
解析:在此題中說(shuō)物體的機(jī)械能是一種習(xí)慣說(shuō)法，其實(shí)應(yīng)該是物體和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能。選物體和地球?yàn)檠芯肯到y(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行受力分析:
外力:不受外力作用;內(nèi)力:重力，支持力;
支持力不做功，由機(jī)械能守恒條件可判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
例2 如圖2所示，在粗糙水平地面一物體在水平F作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體其機(jī)械能是否守恒?
解析:選物體和地球?yàn)檠芯肯到y(tǒng)，對(duì)其起進(jìn)行受力分析:外力:受摩擦力、拉力F作用; 內(nèi)力:重力、支持力;
由機(jī)械能守恒條件可判斷系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
例3 如圖3所示，物體在斜面上受到平行斜面向下的拉力作用，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。已知拉力的大小恰好等于物體所受的摩擦力，則物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?
解析:如果選斜面、物體、地面三者來(lái)組成研究系統(tǒng)則:
內(nèi)力:摩擦力、支持力N、重力G;
外力:沿斜面向下的拉力F;
由機(jī)械能守恒條件可判斷系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。如果選物體、地面來(lái)組成系統(tǒng)則:
內(nèi)力:重力G、支持力N;
外力:拉力F、摩擦力(它倆做功大之和為零); 由機(jī)械能守恒條件可判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒�？梢�(jiàn)系統(tǒng)機(jī)械能守恒與否與所選那些物體為研究系統(tǒng)有關(guān)。
三、對(duì)內(nèi)力做功的理解
內(nèi)力都存在所選取系統(tǒng)之內(nèi)，由力的相互性可知，必是成對(duì)出現(xiàn)的。如圖4所示，光滑滑輪兩端用輕繩掛著兩個(gè)質(zhì)量不相等的物體，在兩物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，但內(nèi)力做功了，內(nèi)力對(duì)做負(fù)功，而對(duì)繩子的拉力對(duì)繩子做正功，同理與也是一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功，且絕對(duì)值相同，所以內(nèi)力做功為零。
所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。那么內(nèi)力做功一定為零嗎?
圖4
如圖5所示，A木塊以初速度V滑上靜止在光滑水平面上的B木塊，最后A、B以共同速度運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中選A、B、地面為系統(tǒng)，則AB間的摩擦力是內(nèi)力，由于A相對(duì)于地面滑動(dòng)的距離大于B相對(duì)于地面滑動(dòng)的距離，所以AB間相互摩擦力做功不為零，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
可見(jiàn)，一般情況下內(nèi)力是摩擦力時(shí)內(nèi)力做功不為零。遇到此類型題用系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化來(lái)判斷是否守恒更容易，本題中系統(tǒng)機(jī)械能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒。
圖5
機(jī)械能是否守恒的判斷是教學(xué)難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，運(yùn)用其守恒為解決力學(xué)問(wèn)題開(kāi)辟了新的途徑。避開(kāi)了運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的復(fù)雜性，通過(guò)練習(xí)一定量的習(xí)題，使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有更深入的認(rèn)識(shí)，能準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，從而正確解題。
應(yīng)用以上方法判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒時(shí)，思路清晰，容易判斷。
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