机械能守恒定律

-、机械能

1、由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.

(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能，表达式为 EP=mgh.式中h是物体到零重力势能面的高度.

(2)重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后，物体的重力势能才有确定的值，若物体在零势能参考面上方高 h处其重力势能为EP=mgh，若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=-mgh，“-”不表示方向，表示比零势能参考面的势能小，显然零势能参考面选择的不同，同-物体在同-位置的重力势能的多少也就不同，所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的情况下，都是以地面为零势面的.但应特别注意的是，当物体的位置改变时，其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.

(3)弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能，但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能.

2、重力做功与重力势能的关系：重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP减=EP初-EP末，克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP初 应特别注意：重力做功只能使重力势能与动能相互转化，不能引起物体机械能的变化.

3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能.

二、机械能守恒定律

1、内容：在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情况下，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.

2、机械能守恒的条件

(1)对某-物体，若只有重力(或弹簧弹力)做功，其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，则该物体机械能守恒.

(2)对某-系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒.

3、表达形式：EK1+Epl=Ek2+EP2

(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中EP是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每-状态的EP都应是对同-参考面而言的.

(2)其他表达方式，ΔEP=-ΔEK，系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.

(3)ΔEa=-ΔEb，将系统分为a、b两部分，a部分机械能的增量等于另-部分b的机械能的减少量，

三、判断机械能是否守恒

首先应特别提醒注意的是，机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，合外力的功及合外力都是零，但系统在克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，因而机械能的总量在减少.

(1)用做功来判断：分析物体或物体受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒;

(2)用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能守恒.

(3)对-些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能不守恒

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