图(a)中小球在摆动过程中线的拉力不做功,如不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒.图(b)中A、B间,B与地面间摩擦不计,A自B上自由下滑过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、B组成的系统机械能守恒.但对B来说,A对B的弹力做功,但这个力对B来说是外力,B的机械能不守恒.
如下图,不计空气阻力,球在摆动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒,但对球来说,机械能不守恒.
要点三、运用机械能守恒定律解题的步骤
要点诠释:
(1)根据题意选取研究对象(物体或系统).
(2)明确研究对象的运动过程,分析对象在过程中的受力情况,弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒.
(3)恰当地选取零势能面,确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能.
(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程,并求解结果.
4.机械能守恒定律与动能定理的区别
(1)机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下运动状态的改变,表达这两个规律的方程都是标量方程,这是它们的共同点.
(2)机械能守恒定律的研究对象是物体组成的系统,动能定理的研究对象是一个物体(质点).
(3)机械能守恒定律是有条件的,就是只允许重力和弹力做功;而动能定理的成立没有条件的限制,它不但允许重力和弹力做功,还允许其他力做功.
(4)机械能守恒定律着眼于系统初、末状态的机械能的表达式,动能定理着眼于过程中合外力做的功及初、末状态的动能的变化.
要点四、如何判断机械能是否守恒
要点诠释:
(1)对某一物体,若只有重力做功,其他力不做功,则该物体的机械能守恒.
(2)对某一系统,物体间只有动能和势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒.
对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力做功,其他力不做功或者其他力做的功的代数和等于零,则该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化
(3)机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零,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.
(4)一些绳子突然绷紧,物体间碰撞后合在一起等,除非题目特别说明,机械能一般不守恒.
要点五、实验:验证机械能守恒定律