机械能守恒条件的判定方法及注意事项，王佃彬讲解高中物理重点

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    机械能守恒条件的判定方法及注意事项

    王佃彬

    （河北省唐山市丰南区第一中学 ）

    机械能守恒定律是高中物理教学中的核心守恒定律之一，它不仅是高考考查的重点，而且其应用范围十分广泛，能力要求也相当高。要想灵活运用这一定律解决实际问题，关键在于掌握如何准确判断机械能守恒的条件，以及了解相关的判定方法和注意事项。

    王佃彬

    （河北省唐山市丰南区第一中学 ）

    机械能守恒定律在高中物理领域占据核心地位，它不仅是高考考试的关键知识点，而且其应用范围广泛，对解题能力的要求也相当高。要想灵活运用这一守恒定律来解决问题，首先必须明确如何判断一个物体或系统是否满足机械能守恒的条件。接下来，我们将介绍具体的判定方法。

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    （1）对物体：机械能守恒的条件是只有重力对物体做功。

    ⑵对系统：机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力对物体做功。

   

    物体从一定高度释放，垂直下坠至地面，撞击竖直放置的轻质弹簧，如图1所示。在A点，物体首次接触弹簧，当达到B点时，其速度降至零，随后被弹簧弹射回去。关于以下说法，哪个是正确的？

    A .物体与弹簧作用过程中，物体的机械能守恒；A

    在物体与弹簧相互作用的整个过程中，该系统所包含的机械能始终保持不变；物体和弹簧共同构成的系统，其机械能总量在作用过程中维持恒定。

    在物体从A点降至B点的运动过程中，其动能与重力势能的总和持续下降。

    物体的动能持续下降。在物体与弹簧相互作用的环节中，弹簧的弹力对物体施加了功，因此，物体的机械能并未保持恒定，如图1所示。

    在此次变化中，针对由物体与弹簧构成的复合系统，仅有重力与弹簧的弹力对系统施加了功，因此该系统的机械能得以保持不变，选项B是正确的。当物体从A点降至B点的过程中，物体的机械能（即动能与重力势能的总和）的减少量，转换为了弹簧的弹性势能，选项C同样是正确的。物体在受力均衡状态下（即弹簧的弹力与重力相等），其动能达到最大值。因此，在物体从A点下降至B点的过程中，动能先上升后下降，故D选项错误。正确答案为B和C。

    2•用能量转化判定:

    如果系统中的各个物体之间仅存在动能与重力势能（或弹性势能）之间的转换，且系统与外部环境之间没有机械能转化为其他类型能量的过程，那么该系统的机械能将保持不变。

    如图2中可见，一辆小型车辆处于静止状态，置于一个光滑的水平平面之上。车辆上竖立着一根细长的绳索，其长度为L，并在一端悬挂着一个小球。小球与悬挂点位于同一水平面，且当绳索被完全拉直后释放。在小球进行下摆的过程中，我们忽略所有阻力因素。关于这一现象，以下陈述正确的是：

    A •小球机械能守恒；B •小球机械能减小；

    ；。

   

    分析显示，当小球进行下摆动作时，小车随之产生运动，小车所获得的动能源自小球机械能的减少。因此，选项A的说法不成立，而选项B则是正确的。至于小球与小车构成的整个系统，其机械能并未转化为其他形式的能量，因此系统内的机械能保持不变，选项C正确，而选项D则是错误的。综上所述，正确答案为B和C。

    二．注意事项：

    1•判定物体机械能是否守恒，不能根据物体做什么运动判定：

    例3•下列关于机械能守恒说法正确的是：

    物体在进行匀速直线运动时，其机械能保持不变；而物体若处于匀加速直线运动状态，其机械能则会发生改变。

    ，其机械能一定守恒；。

    物体在进行匀速运动的过程中，除了重力之外，还可能存在其他力对它进行功的施加，比如物体在光滑的斜面上匀速下滑时，摩擦力便会对它进行功的施加，导致物体的机械能无法保持恒定，因此A选项是错误的。对于匀加速运动的物体而言，它所受到的力是恒定的，如果这个恒定的力是重力，那么物体的机械能将会保持守恒，例如在平抛运动中，物体的机械能就是守恒的，所以B选项也是错误的。进行匀速圆周运动的物体，其动能保持恒定，然而势能却有可能发生改变，因此其机械能未必能够保持守恒，选项C的说法不正确。正确答案为D。

    2•系统合外力为零不