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物理难点:机械能守恒定律的使用
高考物理试题中常见对机械能问题的考察,一般来说题目会设计机械能守恒与不守恒两种情况。
对于机械能不守恒类问题,我们一般运用动能定理、能量守恒定律、功能关系等分析求解;对于机械能守恒类问题一般运用机械能守恒定律来求解,使用该定律要首先判断是否满足其使用的前提条件。
机械能守恒定律的概念及守恒条件
机械能包括动能、重力势能、弹性势能。重力势能是物体与地球共有的,机械能是运动物体、弹簧(或发生弹性形变的其它物体)和地球组成的系统共有的。
重力做功与路径无关,重力的功等于重力势能的减少量。
对于涉及机械能的物理问题,应首先选择有相互作用的物体系统的运动过程为研究对象,然后分析在运动过程中系统内各物体间的相互作用力。
运用机械能守恒定律列式时,若按机械能总量相等列式,需要选取重力势能、弹性势能参考位置;若按减少量等于增量列式,不需要选取势能的参考位置。
在研究的过程中,系统内的相互作用力中,如果只有重力、弹簧弹力做功,是机械能守恒的条件。
因此,使用机械能守恒定律的前提条件是:若系统内只有重力、弹力作用,或虽有非重力、非弹力作用,但这些力不做功,则系统的机械能守恒,否则机械能不守恒。