中等職業(yè)學(xué)校公共基礎(chǔ)課程 物理《機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的五大誤區(qū)》教學(xué)課件

機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的五大誤區(qū)第X講“在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。”——機(jī)械能守恒定律

誤區(qū)一×√

舉個(gè)例子

不守恒；守恒。物體加速豎直上升舉個(gè)例子

不守恒；守恒。系統(tǒng)所受到的合外力為零，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。誤區(qū)二×系統(tǒng)中物體受力為零誤區(qū)二√（1）系統(tǒng)中有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒。（2）系統(tǒng)內(nèi)沒有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能也可能不守恒。誤區(qū)二（1）系統(tǒng)中有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒?；瑒?dòng)摩擦力做功內(nèi)能產(chǎn)生機(jī)械能減少機(jī)械能不守恒舉個(gè)例子光滑水平面上A、B兩個(gè)物體組成系統(tǒng)在相互滑動(dòng)過程中（A、B間有摩擦力），由于系統(tǒng)內(nèi)摩擦力做功，A、B的機(jī)械能減少。圖3系統(tǒng)中物體受力為零誤區(qū)二（1）系統(tǒng)中有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒。（2）系統(tǒng)內(nèi)沒有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能也可能不守恒。①靜止的物體②勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體當(dāng)把機(jī)械能守恒定律應(yīng)用于這類問題時(shí)，既無意義也解決不了任何問題。機(jī)械能守恒也不能簡單地理解為機(jī)械能不變，因?yàn)闄C(jī)械能守恒是指能量轉(zhuǎn)化過程中的守恒，盡管物體（系）總的機(jī)械能不變，但沒有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，那種沒有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械能不變，不能看作是機(jī)械能守恒。當(dāng)物體在做豎直向上、向下等方向勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，則機(jī)械能不守恒。如神舟六號(hào)的返回艙接近地面時(shí)，勻速下落的過程中機(jī)械能不守恒。系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但不做功或做功為零，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。系統(tǒng)中物體所受到的合外力（包括重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力）不為零，但不做功，機(jī)械能也不一定守恒。誤區(qū)三×√舉個(gè)例子帶正電的離子在復(fù)合場(chǎng)（勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)）中，令重力和電場(chǎng)力相等，洛侖茲力提供向心力，離子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)能定理知，物體的動(dòng)能不變，但物體重力勢(shì)能發(fā)生變化，故機(jī)械能不守恒。系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能沒有發(fā)生變化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。守恒≠不變，機(jī)械能守恒是指能量轉(zhuǎn)化過程中的守恒，盡管物體系統(tǒng)的總機(jī)械能在量值上不變，但應(yīng)有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，即守恒應(yīng)該是在一個(gè)動(dòng)態(tài)過程中實(shí)現(xiàn)的。誤區(qū)四×√系統(tǒng)只在彈力做功的情況下，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。系統(tǒng)只在系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功的情況下，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。如果不是系統(tǒng)內(nèi)的彈力則不守恒。誤區(qū)五×√圖5舉個(gè)例子1.將不可伸長的輕繩、物體A、B和地球視為一系統(tǒng)2.設(shè)滑輪是理想的（即不計(jì)繩與滑輪、滑輪與軸承間的摩擦）3.又設(shè)懸掛兩重物中其中之一的物體B質(zhì)量較大物體B加速下降，物體A加速上升。圖5舉個(gè)例子物體B加速下降，物體A加速上升。對(duì)于物體B而言，繩的彈力對(duì)物體B做負(fù)功，物體B對(duì)繩做正功，兩者做功的代數(shù)和為零；對(duì)于物體A而言，繩的彈力對(duì)物體A做正功，物體A對(duì)繩做負(fù)功，兩者做功的代數(shù)和為零，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒。如果不是系統(tǒng)內(nèi)的彈力，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，如此題只對(duì)物體A和地球而言，繩的彈力不是系統(tǒng)內(nèi)彈力，繩的彈力對(duì)物體A做正功，則A和地球的系統(tǒng)的機(jī)械能增加了。小結(jié)

1×

2系統(tǒng)所受到的合外力為零，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒?！料到y(tǒng)中有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒；系統(tǒng)內(nèi)沒有滑動(dòng)摩擦力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能也可能不守恒。3系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但不做功或做功為零，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。系統(tǒng)中物體所受到的合外力（包括重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力）不為零，但不做功，機(jī)械能也不一定守恒?！?系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能沒有發(fā)生變化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒。盡管物體系統(tǒng)的總機(jī)械能在量值上不變，但應(yīng)有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，即守恒應(yīng)該是在一個(gè)動(dòng)態(tài)過程