机械能守恒定律 by 施炜佳

作者: 湛卢今天被禁言了吗 | 来源:发表于2019-03-07 16:21 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{Gm_1m_2}{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^2_A- \frac{1}{2}kx^2_B

      • 万有引力的功:W=(-Gm_1m_2\frac{1}{r_A})-(-Gm_1m_2\frac{1}{r_B})

    • 机械能守恒定律

    例题


    • 例1.

      如图所示。M处于弹簧原长度处,手托着m,使得绳子处于绷紧状态,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。
    • 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。

    解答:
    当不计摩擦力时:重力势能的减少=动能的增加+弹性势能的增加
    mgx=\frac{1}{2}(m+M)v^2+\frac{1}{2}kx^2
    v(x)=\sqrt\frac{2mgx-kx^2}{m+M},方向向下。
    当滑动摩擦系数为\mu时:重力势能的减少=动能的增加+弹性势能的增加+摩擦力做功产生的热能
    mgx=\frac{1}{2}(m+M)v^2+\frac{1}{2}kx^2+\mu mgx
    v(x)=\sqrt\frac{2mgx-kx^2-\mu mgx}{m+M},方向向下。

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