『壹』 為什麼萬有引力做功機械能守恆,而變軌向外引力勢能和動能都增加機械能缺不守恆
機械能守恆的條件是只有彈力或重力做功,萬有引力和重力的廣義定義是一個性質的。萬有引力做功使動能和勢能相互轉化,但和不變。
變軌是點火加速或減速,除了萬有引力還有其他的力做功,所以機械能不守恆。
『貳』 哪種情況下機械能不守恆
網路的解釋還是蠻好的,和一般教科書上的定義是一樣的:在只有重力或彈力做功的物體系統內(或者不受其他外力的作用下),物體系統的動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發生相互轉化,但機械能的總能量保持不變。但是在一般教學輔導書上,把這樣一個很經典的定義膚淺化了。他的演變過程是這樣的:根據定義可知:只有重力或彈力做功,無其他力做功,則機械能守恆。然後再推而廣之:除重力和彈力以外的力做功代數和為零,則機械能守恆。我們看一個例子:一個質量為m的小木塊,在外力F的作用下,在粗糙水平面上做勻速直線運動,則:(1)水平面上運動,重力勢能不變。(2)勻速運動,動能不變。所以,小木塊機械能等於重力勢能加上動能(該例子中無彈性勢能),所以機械能不變。解釋:除重力外,外力F和摩擦力做功代數和為零,故機械能守恆。接下來,我要發表比較【民科】的觀點了:這個例子中小木塊的機械能並不守恆,因為按照最原始的定義:在只有重力或彈力做功的物體系統內(或者不受其他外力的作用下),物體系統的動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發生相互轉化,但機械能的總能量保持不變。有幾點不滿足:(1)不滿足「只有重力或彈力做功」,因為外力和摩擦力也做功了,雖然其做功代數和為零。(2)不滿足「動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發生相互轉化」,因為外力做功給予小木塊能量,而摩擦力做功產生熱量,耗散小木塊能量,這里不僅僅只有動能和勢能的「相互轉化」。然後,小夥伴就要說了,我們老師就是這么講的,考試也是這么做題的。但是,我還是想要吹毛求疵地發表一個觀點:上面的例子叫做機械能不變,而不能稱之為機械能守恆。那麼如何區別「守恆」與「不變」呢?在真正理解「機械能守恆」這個定義的過程中,有個關鍵字極為重要,大家再讀一遍定義,找找哪個才是關鍵字?在只有重力或彈力做功的物體系統內(或者不受其他外力的作用下),物體系統的動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發生相互轉化,但機械能的總能量保持不變。關鍵字就是:系統內。為了形象表達「守恆與不變」的差別,我舉一個例子說明,以錢的「守恆與不變」進行說明:例子1:你家是個五口之間,爺爺、奶奶、爸爸、媽媽和你。今天你爸爸給你5塊錢,你媽媽也給你5塊錢,然後你給爺爺3塊錢,這樣你家的錢的總數是守恆的。例子2:但是,如果你今天花了100塊錢,而你爸爸賺了100塊錢,這就不叫做守恆了,只能說你家的錢的總數是不變的。看到了嗎?在例子1中,錢在你家系統內流轉叫做守恆,錢還是原來的錢;而例子2中錢流到了你家之外,又從你家之外流入,錢已經不是原來的錢了,對你家這個系統來說就不是守恆了。當然從更大的范圍來看,而不僅僅局限在你家的話,錢依然是守恆的,但是在你家這個系統內就不能稱之為守恆,只能說是不變。『叄』 什麼時候機械能守恆 什麼時候不守恆 做題目時如何判斷
動能增大,重力勢能減小,機械能不知道。
動能:E=1/2mv² 所以速度增大 動能也就增大
重力勢能:E=mgh 這里的h是相對於參考零勢能面,所以h減小,重力勢能也就減小。
機械能:這里牽涉到機械能守恆的問題。如果是光滑斜面,沒有摩擦,沒有其他耗散,那麼機械能就是守恆的,就不變。
『肆』 為什麼說有的時候機械能不守恆而能量守恆
因為機械能可以轉化為內能.總的能量是不變的.但是機械能減少了.比如人騎自行車下坡.會有摩擦生熱.從而產生內能.也就是機械能(動能)轉化為了內能.機械能少了,但總的能量沒有少