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摘 要从基本特征来讲,机械能守恒定律包含了如下特性:物体如果仅受到弹力或者自身重力,那么在做功的状态下,物体本身的势能以及动能将会呈现彼此转化的趋势。然而从整体的视角看,机械能将会始终维持恒定。经过分析可知,上述定律包含了五种基本特性。同学们在学习物理时,应当密切关注上述定律中的“五性”,因地制宜给出与之有关的习题解答。
【关键词】机械能守恒定律;“五性”;具体分析
在物理学科中,机械能守恒定律应当构成其中的核心与关键。从目前的现状来看,物理学科的较多习题也都涉及到上述的根本定律。因此可见,同学们针对机械能守恒这个关键性的物理定律应当予以透彻掌握,在透彻解析的前提下才能将其适用于多样化的题目解答。分析定律中的五种特性,有助于同学们深入题目主旨,简化解题流程并且缩短了解答题目耗费的时间。
1 定律的基本原理
从动力学的视角看,机械能守恒定律本身构成了力学中的根本性定律。依照上述定律,某个物体在特定时刻如果没有受到来源于外界的任何做功,那么系统动能以及系统势能二者的总和就可以维持恒定。具体来讲,只要没有外界的做功,那么机械功的输入就会相当于零。在此状态下,保守力对于整个系统应当是起到特定作用的。动能以及势能彼此之间产生了特定的转化,然而整体上的能量总和应当始终维持在恒定状态。
在物理学科中,同学们通常都会涉及到上述定律。对此如果予以简化,则可以将其归納成如下内涵:首先给出特定的势场,假定某个运动中的质点可以维持恒定的动能以及势能。因此可见,在题目给定的动力场中,应当排除各类外力带来的影响,物体势能以及物体动能之间的加和是恒定的。具体在解答题目时,针对外界各种类型的动能改变都要予以排除,因此无法将其适用于任何类型的参考系。在排除能量损耗以及其他阻力的状态下,仅仅受到自重的影响,滚摆等物体将会维持恒定性的某种重复运动。
2 关于“五性”的探究
2.1 “五性”涉及到的内容
第一是相对性。机械能应当涉及到势能以及动能。具体在计算之前,先要选择特定的参考系,也就是选取特定的参考平面并且将其作为零势能的参照位置。由此可见,如果选择了各异的零势能平面或者参考系,那么与之相应的运算结论也将体现为差异性。
第二是系统性。从本质来讲,势能本身就具备体系化的显著特征。这是由于,系统应当体现为特定的势能状态。在整个系统内,各类物体呈现特定的位置以及相互作用力,因而产生了上述的势能。因此可见,只有保守力场才会涉及到系统性,其中典型为弹性势能、分子势能、重力势能以及电势能等。
第三是标量性。从表达式的视角来看,机械能守恒定律在根本上应当属于标量式。也就是说,初期以及末期的机械能都应当表述为特定的负数或者正数值。在选取零势能面的前提下,同学们应当明确:零势能面至少应当超出重力势能,而不论势能本身的正负特征,同时也并不涉及到特定的方向,据此就能简化解答流程。
第四是守恒性。守恒性首先涉及到变化的守恒,然后涉及到不变的守恒。也就是说,维持恒定的是系统本身具备的机械能,而内部势能以及内部动能应当处在不停互换的状态中。只有满足上述要素,才能将其称之为守恒性。
最后是条件性。条件性指的是唯有弹力做功或者物体自重的做功,而并不涉及到其他外力做功。针对特定的系统来讲,应当可以排除其他外在性的做功,或者上述做功的加和为零。在某些状况下,解答物理题还可能涉及到多个弹簧系统或者其他物理系统,对此也要致力于判断条件,确保其符合条件性的根本要求。
2.2 探析典型例题
例如,题设给出了如下假定:在固定弹簧一侧的状态下,把小球挂在弹簧另外一侧。从水平面开始,确保小球可以自由进行下放。小球本身具有m的总质量,围绕O的悬挂点在不停摆动。这种状态下,要求同学们分析小球本身具备的能量守恒特性。
通过分析题设可知,小球一旦处于下摆的状态,那么将会由此而产生特定比例的弹性势能,弹性势能应当来源于重力势能,也就是小球本身的自重。实质上,地球表面与小球二者并没有构成守恒性的机械能系统;然而如果再加上弹簧这个特殊物体,那么三者之间的能量就会达到平衡。在上述的题设中,各种类型物体都表现为彼此之间的相互作用,同时也伴有能量互换。具体在解答时,同学们还需密切结合题设来选择参照系统。
经过综合分析可以得知,机械能守恒定律本身具备五种典型的特性,这五种特性之间具有密不可分的内在联系。从本质来讲,能量守恒本身包含了机械能的守恒。受到弹力做功或者重力做功的影响,整个系统将会表现为能量转换的趋势。在上述过程中,整体上的机械能应当是恒定的。因此在未来的解题练习中,同学们还需要不断的摸索,灵活运用上述定律的五种本质特性来寻求解答。
参考文献
[1]王秋佳.机械能守恒定律验证实验的改进[J].科教文汇(中旬刊),2016(02):116-117.
[2]袁书卿,万明理.关于质点系功能原理和机械能守恒定律相关问题的讨论[J].洛阳师范学院学报,2014,33(08):50-53.
[3]李威达.应用机械能守恒定律解题的关键[J].科技信息(学术研究),2012(29):430-431.
作者单位
湖南省长沙市明德中学 湖南省长沙市 410000
【关键词】机械能守恒定律;“五性”;具体分析
在物理学科中,机械能守恒定律应当构成其中的核心与关键。从目前的现状来看,物理学科的较多习题也都涉及到上述的根本定律。因此可见,同学们针对机械能守恒这个关键性的物理定律应当予以透彻掌握,在透彻解析的前提下才能将其适用于多样化的题目解答。分析定律中的五种特性,有助于同学们深入题目主旨,简化解题流程并且缩短了解答题目耗费的时间。
1 定律的基本原理
从动力学的视角看,机械能守恒定律本身构成了力学中的根本性定律。依照上述定律,某个物体在特定时刻如果没有受到来源于外界的任何做功,那么系统动能以及系统势能二者的总和就可以维持恒定。具体来讲,只要没有外界的做功,那么机械功的输入就会相当于零。在此状态下,保守力对于整个系统应当是起到特定作用的。动能以及势能彼此之间产生了特定的转化,然而整体上的能量总和应当始终维持在恒定状态。
在物理学科中,同学们通常都会涉及到上述定律。对此如果予以简化,则可以将其归納成如下内涵:首先给出特定的势场,假定某个运动中的质点可以维持恒定的动能以及势能。因此可见,在题目给定的动力场中,应当排除各类外力带来的影响,物体势能以及物体动能之间的加和是恒定的。具体在解答题目时,针对外界各种类型的动能改变都要予以排除,因此无法将其适用于任何类型的参考系。在排除能量损耗以及其他阻力的状态下,仅仅受到自重的影响,滚摆等物体将会维持恒定性的某种重复运动。
2 关于“五性”的探究
2.1 “五性”涉及到的内容
第一是相对性。机械能应当涉及到势能以及动能。具体在计算之前,先要选择特定的参考系,也就是选取特定的参考平面并且将其作为零势能的参照位置。由此可见,如果选择了各异的零势能平面或者参考系,那么与之相应的运算结论也将体现为差异性。
第二是系统性。从本质来讲,势能本身就具备体系化的显著特征。这是由于,系统应当体现为特定的势能状态。在整个系统内,各类物体呈现特定的位置以及相互作用力,因而产生了上述的势能。因此可见,只有保守力场才会涉及到系统性,其中典型为弹性势能、分子势能、重力势能以及电势能等。
第三是标量性。从表达式的视角来看,机械能守恒定律在根本上应当属于标量式。也就是说,初期以及末期的机械能都应当表述为特定的负数或者正数值。在选取零势能面的前提下,同学们应当明确:零势能面至少应当超出重力势能,而不论势能本身的正负特征,同时也并不涉及到特定的方向,据此就能简化解答流程。
第四是守恒性。守恒性首先涉及到变化的守恒,然后涉及到不变的守恒。也就是说,维持恒定的是系统本身具备的机械能,而内部势能以及内部动能应当处在不停互换的状态中。只有满足上述要素,才能将其称之为守恒性。
最后是条件性。条件性指的是唯有弹力做功或者物体自重的做功,而并不涉及到其他外力做功。针对特定的系统来讲,应当可以排除其他外在性的做功,或者上述做功的加和为零。在某些状况下,解答物理题还可能涉及到多个弹簧系统或者其他物理系统,对此也要致力于判断条件,确保其符合条件性的根本要求。
2.2 探析典型例题
例如,题设给出了如下假定:在固定弹簧一侧的状态下,把小球挂在弹簧另外一侧。从水平面开始,确保小球可以自由进行下放。小球本身具有m的总质量,围绕O的悬挂点在不停摆动。这种状态下,要求同学们分析小球本身具备的能量守恒特性。
通过分析题设可知,小球一旦处于下摆的状态,那么将会由此而产生特定比例的弹性势能,弹性势能应当来源于重力势能,也就是小球本身的自重。实质上,地球表面与小球二者并没有构成守恒性的机械能系统;然而如果再加上弹簧这个特殊物体,那么三者之间的能量就会达到平衡。在上述的题设中,各种类型物体都表现为彼此之间的相互作用,同时也伴有能量互换。具体在解答时,同学们还需密切结合题设来选择参照系统。
经过综合分析可以得知,机械能守恒定律本身具备五种典型的特性,这五种特性之间具有密不可分的内在联系。从本质来讲,能量守恒本身包含了机械能的守恒。受到弹力做功或者重力做功的影响,整个系统将会表现为能量转换的趋势。在上述过程中,整体上的机械能应当是恒定的。因此在未来的解题练习中,同学们还需要不断的摸索,灵活运用上述定律的五种本质特性来寻求解答。
参考文献
[1]王秋佳.机械能守恒定律验证实验的改进[J].科教文汇(中旬刊),2016(02):116-117.
[2]袁书卿,万明理.关于质点系功能原理和机械能守恒定律相关问题的讨论[J].洛阳师范学院学报,2014,33(08):50-53.
[3]李威达.应用机械能守恒定律解题的关键[J].科技信息(学术研究),2012(29):430-431.
作者单位
湖南省长沙市明德中学 湖南省长沙市 410000