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机械能守恒定律的三个表达式

  • s文章
  • 2021-11-02

聊到机械能,大多数人都知道,有朋友问机械能守恒定律的表达式,另外,还有人问机械能守恒定律公式,这到底是咋回事?事实上机械能守恒定律定义呢,今天小编就与大家分享机械能守恒定律的三个表达式,供大家参考!

机械能守恒定律的三个表达式

机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能。 发生相互转化,但机械能保持不变 。 表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功。延展回答:机械能守恒定律(law of conservation of mechanical energy)是动力学中的基本定律,即任何物体系统如无外力做功,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能,符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1+W2+…+Wn=1/2 mv末^2-1/2 mv初^2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。

只有在重力(或弹簧弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。

机械能守恒的条件:

(1)对某一物体若只受重力作用,则物体与地球组成的系统机械能守恒。

(2)对某一物体除受重力外还受其他力作用,但只有重力做功,其他力不做功,则物体与地球组成的系统机械能守恒。

(3)若某一物体受几个力作用时,只有弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒。

(4)若某一物体受几个力作用时,只有重力和弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。

表达式

重力势能为 Ep=mgh

弹性势能为 EP=1/2*kx^2(胡克定律的表达式为f=kx,其中k是常数,是物体的劲度系数。在国际单位制中,f的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力)

动能为 Ek=1/2*mv^2

所以机械能守恒的表达式为

1/2*m(v1)^2+mgh1+1/2*k(x1)^2=1/2*m(v2)^2+mgh2+1/2*k(x2)^2

机械能守恒定律是什么

定律:即任何物体系统如无外力做功,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。

守恒条件:

1、外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;

2、只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能。

如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是机械能守恒定律。

机械能守恒的本质:

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。

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是否做功无关。

机械能守恒定律

1机械能守恒定律表达式

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)

2.1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]

2机械能守恒定律的三种表达式

1.从能量守恒的角度

选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等

2.从能量转化的角度

系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒

3.从能量转移的角度

系统中有A、两个物体或更多物体,若A机械能的减少量等于机械能的增加量,系统机械能守恒。

以上三种表达式各有特点,在不同的情况下应选取合适的表达式灵活运用,不要拘泥于某一种,这样解题才能变得简单快捷。

3机械能守恒定律的公式

基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能,等号后的是末态的机械能。

由此可见,小球随弹簧上下摆动,弹性势能减少等于动能增加,反之亦然总的机械能守恒

机械能守恒定律公式是什么?

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]

机械能守恒定律公式

机械能守恒定律计算公式:

Ek0+Ep0=Ek1+Ep1

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。

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]

守恒原理:当物体在运动过程中,如果A外=0,A非内保=0

那么有△E机=E末-E初=0 或 Ek0+Ep0=Ek1+Ep1

这就是说,如果一个系统内只有保守力作功,而其他内力和外力都不作功,则运动过程中系统内质点间动能和势能可以相互转换,但他们的总和(即总机械能)保持不变,这就是质点系的机械能守恒定律。

物体的动能和势能统称为机械能。

E机=Ep+Ek 或E=Ek+Ep+E弹

一个物体能做功就说这个物体具有能。

守恒条件: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。

动量守恒定律与机械能守恒的区别

1、性质不同

机械能是标量,动量是矢量。

2、变化不同

机械能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化。一个物体机械能变化时动量一定变化,而动量变化时机械能不一定变化。

3、变化的量度不同

机械能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量。

4、守恒条件不同

一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。机械能守恒定律,任何物体系统如无外力做功,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。

5、数学表达式不同

机械能守恒定律数学表达式可以有以下两种形式:

过程式:WG+WFn=∆Ek;E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)。

动量守恒定律

(1)p=p′即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时(或某一中间状态时)的总动量。

(2)Δp=0即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成,则可表述为:

(3)Δp1=-Δp2

即若系统由两个物体组成,则两个物体的动量变化大小相等,方向相反,此处要注意动量变化的矢量性.在两物体相互作用的过程中,也可能两物体的动量都增大,也可能都减小,但其矢量和不变。

机械能守恒定律定义和公式?

(1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称

总机械能:E=Ek+Ep 是标量 也具有相对性

机械能的变化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)

ΔE=W非重

机械能之间可以相互转化

(2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能

发生相互转化,但机械能保持不变

表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功

动能定理和机械能守恒定律的区别

动能定理和机械能守恒定律的区别如下

1、概念不同:

动能定理(work-energy Principle)描述的是物体动能的变化量与合外力所做的功的关系,具体内容为合外力对物体所做的功,等于物体动能的变化量。所谓动能,简单的说就是指物体因运动而具有的能量。

机械能守恒定律是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。

2、表达式不同:

动能定理表达式

其中,Ek2表示物体的末动能,Ek1表示物体的初动能。ΔW是动能的变化,又称动能的增量,也表示合外力对物体做的总功。

机械能守恒定律表达式 WG+WFn=∆Ek E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)

3、适用范围不同:

动能定理:恒力做功、变力做功、分段做功、全程做功等均可适用。

机械能守恒定律: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。

机械能守恒定律是什么 Ek Ep是什么意思

  • 机械能守恒定律是指在只有重力或弹力对物体做功的条件下,物体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。

  • E表示机械能 动能 Ek=1/2mv^2 重力势能 Ep=mgh 弹性势能 Ep=1/2kx^2

  • 数学表达式 1、E=Ep+Ek 2、E=mgh+1/2mv^2 3、E=1/2mv^2+1/2kx^2

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