高考物理機(jī)械能守恒

　　在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總能量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。
　　機(jī)械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy）　動(dòng)力學(xué)中的基本定律，即任何物體系統(tǒng)，如無外力做功，系統(tǒng)內(nèi)又只有保守力（見勢能）做功時(shí)，則系統(tǒng)的機(jī)械能（動(dòng)能與勢能之和）保持不變。外力做功為零，表明沒有從外界輸入機(jī)械功；只有保守力做功，即只有動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化，而無機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他能，符合這兩條件的機(jī)械能守恒對(duì)一切慣性參考系都成立。這個(gè)定律的簡化說法為：質(zhì)點(diǎn)（或質(zhì)點(diǎn)系）在勢場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能和勢能的和保持不變；或稱物體在重力場中運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能和勢能之和不變。這一說法隱含可以忽略不計(jì)產(chǎn)生勢力場的物體（如地球）的動(dòng)能的變化。這只能在一些特殊的慣性參考系如地球參考系中才成立。如圖所示，若不考慮一切阻力與能量損失，滾擺只受重力作用，在此理想情況下，重力勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能不變，滾擺將不斷上下運(yùn)動(dòng)。

機(jī)械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy）　動(dòng)力學(xué)中的基本定律，即任何物體系統(tǒng)如無外力做功或外力做功之和為零，系統(tǒng)內(nèi)又只有保守力（見勢能）做功時(shí)，則系統(tǒng)的機(jī)械能（動(dòng)能與勢能之和）保持不變。
守恒原理
　　當(dāng)物體在運(yùn)動(dòng)過程中，如果
　　A（外）=0，A（非內(nèi)保）=0
　　那么有
　　△E機(jī)=E(末)-E(初)=0 或 E(k1)+E（p1）=E(k0)+E(p0)
　　這就是說，如果一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)只有保守力作功，而其他內(nèi)力和外力都不作功，則運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)換，但他們的總和（即總機(jī)械能）保持不變，這就是質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能守恒定律。
　　物體的動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
　　E機(jī)=Ep+Ek
　　一個(gè)物體能做功就說這個(gè)物體具有能。

在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。
一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。
一、相似之處
1．兩個(gè)定律都是用“守恒量”來表示自然界的變化規(guī)律，研究對(duì)象均為物體系，運(yùn)用“守恒量”表示物體系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化規(guī)律是物理研究的重要方法。
2．兩個(gè)守恒定律均是在一定條件下才能成立，他們都是用運(yùn)動(dòng)的初、末兩個(gè)狀態(tài)的守恒量相等來表示物體系的規(guī)律特征，因此他們的表達(dá)式是相似的，并且均有多種形式。
3．運(yùn)用守恒定律解題要注意其整體性（不是其中一個(gè)物體）、相對(duì)性（表達(dá)式中的速度和其他有關(guān)物理量必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)參考系）、同時(shí)性（物體系內(nèi)各物體的動(dòng)量和機(jī)械能都是對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻的）、階段性（滿足條件的各個(gè)過程的始末量均守恒）。列方程時(shí)，只需考慮運(yùn)動(dòng)的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不必考慮中間過程細(xì)節(jié)。
4．兩個(gè)定律都可用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用理論論證。動(dòng)量守恒定律是將動(dòng)量定理應(yīng)用于相互作用的物體，在不受外力的條件下可推導(dǎo)出來；機(jī)械能守恒定律是將動(dòng)能定理應(yīng)用于物體系（物體和地球組成系統(tǒng)），在只有重力做功的條件下可推導(dǎo)出來。
二、相異之處
1．守恒量不同。動(dòng)量守恒定律的守恒量是動(dòng)量，機(jī)械能守恒定律的守恒量是機(jī)械能。因此他們所表征的守恒規(guī)律是有本質(zhì)區(qū)別的。動(dòng)量守恒時(shí)，機(jī)械能可能守恒，也可能不守恒，反之亦然。
2．守恒條件不同。動(dòng)量守恒定律的適用條件是系統(tǒng)不受外力（或系統(tǒng)在某一方向不受外力）；或系統(tǒng)所受的合外力為零；或系統(tǒng)所受的合外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的內(nèi)力。機(jī)械能守恒定律適用的條件是只有重力做功；或只有重力做功，其他力不做功；或雖除重力的功外，還有其他力做功，但這些力做功的代數(shù)和為零。
3．表達(dá)式不同。動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是一個(gè)矢量式，不論是，還是，或者均是矢量式。對(duì)于在同一直線上運(yùn)動(dòng)的物體系，只要規(guī)定正方向，動(dòng)量守恒定律可表示為標(biāo)量式；對(duì)于不在同一直線上運(yùn)動(dòng)的物體，可進(jìn)行正交分解后，列出兩個(gè)標(biāo)量式表示動(dòng)量守恒。在高中階段，動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用只限于一維的情況。機(jī)械守恒定律的表達(dá)式為標(biāo)量式，一般可表示為，或者，或者（將系統(tǒng)分成a，b兩部分來研究）。

A：“物體勻速上升”意味著動(dòng)能不變，勢能增大，機(jī)械能（動(dòng)能+勢能）不守此唯大恒。增加的勢能就是拉力（外力）做功轉(zhuǎn)化而來。D：“物體沿光滑水平面勻加速運(yùn)動(dòng)”勢能不變，然而速度增大動(dòng)能增加，機(jī)械能不守恒。動(dòng)能的增加是水平拉力（外力）做功所致。本題中應(yīng)該把所述物體和地球看成一個(gè)系統(tǒng)，而A、D所述的拉力是不確定的外力。補(bǔ)充：“重力和彈力一起不行嗎？”可以的，比如彈簧一端固定在墻，另一端固定在光滑桌面的某一物體上，壓縮彈簧后釋放，則物體的振動(dòng)是機(jī)械能守恒的。顯然，此時(shí)物體同時(shí)受到重力、桌面支持力（屬彈力）和彈簧的彈力。但如果桌面不是光滑的，那么物體將受到重力、彈力以外的作用力——摩擦力，系統(tǒng)的機(jī)械能將不森豎再守恒。還不明山讓白的話再問吧，寫累了。

機(jī)械能守恒定律是在沒有外力做功的條件下用的，就是只有物體之間的相互作用時(shí)，他們兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能才守恒。

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總能量保持不變。
對(duì)某一物體若只受重力作用，則物體與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。對(duì)某一物體除受重力外還受其他力作用，但只有重力僦功，其他力不做功，則物體與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。若某一物體受幾個(gè)力作用時(shí)，只有彈簧彈力僦功，其他力不做功，此時(shí)物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
若某一物體受幾個(gè)力作用時(shí)，只有重力和彈簧彈力做功，其他力不僦功，此時(shí)物體、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

機(jī)械運(yùn)動(dòng)的重要定律之一。在只有重力和彈性力做功的物體系內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢能(重力勢能和彈性勢能)可相互轉(zhuǎn)換，而總的機(jī)械能保持不變。如自某一高度下落的物體，在不計(jì)空氣阻力(耗散力)的情況下，物體的動(dòng)能增大，勢能減小，動(dòng)能和勢能的總和保持不變。
機(jī)械能守恒條件是：只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力或重力所做的功?！炯春雎阅Σ亮υ斐傻哪芰繐p失,所以機(jī)械能守恒也是一種理想化的物理模型】,而且是系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械能守恒。一般做題的時(shí)候好多是機(jī)械能不守恒的，但是可以用能量守恒，比如說把丟失的能量給補(bǔ)回來，
從功能關(guān)系式中的 WF外=△E機(jī) 可知：更廣義的機(jī)械能守恒條件應(yīng)是系統(tǒng)外的力所做的功為零。
當(dāng)系統(tǒng)不受外力或所受外力做功之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變,叫動(dòng)量守恒定律。

首先要說明的是，機(jī)械能守恒是一個(gè)局部的守恒。是有條件的。更廣義的講應(yīng)該是能量守恒，相信你知道 的。
條件：教材上寫系統(tǒng)只在重力或者系統(tǒng)內(nèi)彈力的作用下，機(jī)械能守恒。
作如下理解：
1、這個(gè)系統(tǒng)僅受重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力機(jī)械能守恒。
2、這個(gè)系統(tǒng)除了受重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外，還受有其它力，但“其它力”不做功，機(jī)械能也守恒。
3、這個(gè)系統(tǒng)除了受重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外，還受有其它力，但“其它力”合力為0，機(jī)械能也守恒。
4、這個(gè)系統(tǒng)除了受重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力以外，還受有其它力，但“其它力”做的正功和負(fù)功相等，機(jī)械能也守恒。
解釋一下：注意既然叫“系統(tǒng)”那說明在機(jī)械能守恒中至少含有兩個(gè)物體，我們一般說的如小球自由下落，機(jī)械能守恒。這里看似只有小球，但實(shí)際上還包括地球，因?yàn)樾∏蛳侣涞脑蚓褪鞘芰酥亓?。系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外，實(shí)際上就是你所選擇的研究對(duì)象 的問題，老師肯定舉過這樣的例子，小球正下方一個(gè)彈簧，小球從某一高度自由下落，與彈簧正碰，在不考慮空氣阻力的情況下，小球會(huì)彈起再掉下，如此反復(fù)。在這個(gè)過程中如果把小球、彈簧、地球做為一個(gè)系統(tǒng)（一般地球我們沒寫出來）那么小球機(jī)械能是守恒的，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候彈簧是你的研究對(duì)象，彈簧的力就是內(nèi)力。如果你只是選擇小球和地球做為系統(tǒng)，那么機(jī)械能是不守恒的，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候彈簧上有力，并且做功了，而且這個(gè)力是系統(tǒng)外的“其它力”。
機(jī)械能守恒的常見式子：
1 、初壯太（動(dòng)能+勢能）=末壯太（動(dòng)能+勢能）要選擇參考平面——常用
2、增加量=減少量 不需要選擇參考平面——最常用
3、系統(tǒng)內(nèi)A物體減少量（動(dòng)能+勢能）=系統(tǒng)內(nèi)B物體增加量（動(dòng)能+勢能）

A錯(cuò)的，因?yàn)镕做功-阻力做功=重力勢能增量+動(dòng)能增量
B對(duì)的
C 3者合力做功是動(dòng)能增量
D是對(duì)的。因?yàn)闄C(jī)械能=重力勢能+動(dòng)能，F(xiàn)做功-f做功=重力勢能增量+動(dòng)能增量，所以就是機(jī)械能增量

A、子彈在穿過木塊的過程中，系統(tǒng)要克服摩擦阻力做功，機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤．
B、火車在進(jìn)站的過程中要制動(dòng)，阻鍵鬧力做功，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤．
C、勻速上升的氣球動(dòng)能不變，重力勢能增加，則兩者之和即機(jī)械咐逗能增加，故C錯(cuò)誤．
D、在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球，重力和支持力都不做功，動(dòng)能和重力勢能均不變，所以機(jī)械能不稿簡罩變，故D正確．
故選：D