第七讲:机械能守恒定律-By张龙

作者: 一个张不凡 | 来源:发表于2019-03-09 21:37 被阅读0次

    第七讲:机械能守恒定律


    数学符号

    滑动摩擦系数为 \mu

    对应的代码为
    $\mu$


    知识点

    • 势能

      • 重力势能: E_p=mgz
      • 弹性势能:E_p =\frac{1}{2}kx^2
      • 万有引力势能:E_p =-\frac{GMm}{r}
    • 保守力的功

      • 直观感受:

        • 保守力做功,将使得机械能在各物体之间转移,而无增减。
        • 外力对系统做功,系统机械能增加。
        • 内部摩擦力做功,系统机械能减少。
      • 保守力包括:

      • 重力的功:W=mgz_{初}-mgz_{末}

      • 弹性的功:W=\frac{1}{2}kx_1^2-\frac{1}{2}kx_2^2

      • 万有引力的功:W=-\frac{GMm}{r_1}-(-\frac{GMm}{r_2})

    • 机械能守恒定律

      • 条件:外力与内部摩擦力对系统做总功为零
      • 合外力为零,机械能守恒吗?请举出反例。

    不一定,有一平面光滑,对两小球分别施以大小相同方向相反的力,两小球组成的系统所受合外力为0,但是这个系统的机械能在不断增加,因为两小球的速度在不断增大。

    • 机械能不守恒的处理

    例题


    • 例1.

      如图所示。M处于弹簧原长度处,手托着m,使得绳子处于蹦紧状态,整个系统静止。现在松手,让m下降x的距离。求m的速度v(x)

    g4280.png
    • 若不计摩擦力,请从功能的角度,分析能量的转移,并列出能量转移方程。

    如图可知m的重力势能转化为了M,m的动能以及弹簧的弹性势能。
    能量转移方程为:mgx=\frac{1}{2}(m+M)v^2+\frac{1}{2}kx^2

    • 若滑动摩擦系数为\mu,请从功能的角度,并分析能量转移方程。

    弹簧和滑动摩擦力做负功,m的重力做正功
    能量转移方程为:mgx=\frac{1}{2}(m+M)v^2+\frac{1}{2}kx^2+\mu Mgx

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